Утончение зерна является одним из важных процессов при плавке и литье алюминиевых сплавов, а также одной из наиболее эффективных мер по устранению дефектов литья, таких как пористость, крупнозернистость и трещины. При литье сплавов происходит неравновесная кристаллизация. Все примесные элементы (в том числе, разумеется, легирующие элементы) в основном концентрируются в границах зерен. Чем мельче зерна, тем больше площадь границ зерен. Чем мельче зерна, тем выше равномерность распределения примесных элементов (или легирующих элементов). Очистка флюсом, при этом с помощью онлайн-дегазации и фильтрации можно добиться утончения зерна.
Что касается примесных элементов, высокая однородность позволяет снизить их вредное воздействие и даже превратить вредное воздействие небольшого количества примесных элементов в полезное. Что касается легирующих элементов, высокая однородность позволяет в полной мере раскрыть их легирующие свойства и достичь цели полного использования ресурсов.
При производстве алюминиевых сплавов для абразивных материалов особенно важно равномерное распределение легирующих и примесных элементов, поскольку для получения однородной поверхности песка необходимо подвергнуть профиль коррозии. Чем мельче зерна, тем более равномерно распределены легирующие (примесные) элементы и тем более однородной получается поверхность песка после коррозии.
Оптимальная температура литья также является важным фактором при производстве высококачественных алюминиевых прутков. Слишком низкая температура может легко привести к появлению дефектов литья, таких как шлаковые включения и игольчатые включения. Если температура слишком высокая, вероятно возникновение таких дефектов литья, как крупнозернистость и перьевидные кристаллы.
После утончения кристаллитов расплава алюминиевого сплава температуру литья можно соответствующим образом повысить; как правило, её можно поддерживать на уровне 720–740 градусов. Это связано с тем, что после утончения кристаллитов расплавленный алюминий становится вязким и легко затвердевает.
В процессе литья на алюминиевом стержне в зоне фронта кристаллизации образуется зона двухфазного перехода «жидкое-твердое». При более высокой температуре литья эта зона перехода становится более узкой. Узкая зона перехода способствует отводу газа, выделяющегося из зоны фронта кристаллизации. Конечно, температура не должна быть слишком высокой, так как слишком высокая температура литья сокращает время эффективного действия устройства для утончения зерен и приводит к увеличению размера зерен.