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《al385﹪cu過共晶合金恒速和躍遷變速定向凝固下的組織演化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要本文研究了Al一38．5％Cu過共晶合金在恒速和躍遷變速定向凝固下的組織演變，重點探討了通過躍遷加速定向凝固過程來擴大共晶共生區(qū)的可行性，同時分析和研究了A1．38．5％Cu過共晶合金中A12Cu初生相的生長機理。定向凝固恒速實驗中，A1．38．5％Cu過共晶合金在250K／cm的溫度梯度和凝固速度1／．tm／s下，獲得的最終凝固組織為規(guī)則的層片共晶，與理論計算結(jié)果合金凝固速度低于3．55I_trn／s時可得到耦合生長的共品組織相一致。實驗中當(dāng)定向凝固速度在5～490p,m／s時，A1．38，5％Cu合
2、金中A12Cu初生相領(lǐng)先于共晶組織生長，并隨著凝固速度的提高，初生相的形態(tài)由工字形向圓弧花形轉(zhuǎn)變。考慮到恒速定向凝固下，A1．38．5％Cu過共晶合金中存在熱溶質(zhì)對流，結(jié)果合金凝固組織隨凝固固相分?jǐn)?shù)的增加由初生相+共晶組織向全耦合生長的共晶組織轉(zhuǎn)變。采用Scheil方程分析和預(yù)測了該合金中不同凝固分?jǐn)?shù)下的溶質(zhì)分布，結(jié)果表明合會凝固速率在5p,m／s和101．tm／s下，凝固的固相分?jǐn)?shù)分別大于0．62和0一時，合金凝固組織就可轉(zhuǎn)變?yōu)槿詈仙L的共品組織，而這與實驗中凝固速率5“m／s和109m／s時實測的固相
3、分?jǐn)?shù)大于0．49和O．66就可以得到全耦合生長的共晶組織相吻合。通過躍遷加速定向凝固抑制了AI．38．5％Cu過共晶合金中o-A12Cu初生相的生長，使得在較高的凝固速度下仍然能獲得耦合生長的共晶組織，這為提高共晶自生復(fù)合材料的生產(chǎn)效率和擴大共晶共生區(qū)提供了一個新的技術(shù)途徑。對比恒速和變速定向凝固下Al-38．5％Cu過共晶合金中層片間距的變化，可發(fā)現(xiàn)恒速定向凝固下，合金凝固組織中層片平均間距比躍遷變速定向凝固下相同速率獲得的共晶層片間距要大，它們與JH模型的理論計算都比較接近。關(guān)鍵詞：定向凝固，Al一38
4、．5％Cu過共晶，躍遷加速，耦合生長，組織演化，熱溶質(zhì)流動，凝固速率ABSTRACTInthispaper,directionallysolidifiedmicrostructuresofAl一38．5％Cuhypereutecticalloyswereinvestigatedbothatconstantgrowthratesandatthechangegrowthrates．ThesolidificationbehaviorsofA1—38．5％Cuhypereutecticalloys，includin
5、gcoupledgroWthzoneandadjustmentmechanismsoflamellarspacingofeutecticwereresearchedbyanabruptlychanginggrowthrateindirectionalsolidification．TheformationmechanismofprimaryA12Cuphaseandtheeffectofthermosolutalconvectionondirectionallysolidifiedmicrostructure
6、sofAI—A12Cuhypereutecticalloyswerepresentedanddiscussed．Atagiventemperaturegradientof250K／emandthegrowthrateof1gm／s，coupledgrowthlamellareutecticofA1—38．5％Cualloywasobtained，whichwasinagreementwiththetheoreticalanalysisresultthatindicatedthegrowthrateshoul
7、dbelessthan3．559m／s．Asthegrowthraterangedfrom59m／sto4909rn／s．theprimaryA12Cuphasegrewaheadofthegrowthinterfaceofcoupledeutecticanditsmorphologywaschangedatvariousgrowthrates．Themaosolutalconvectionhasaremarkableeffectonthedirectionallysolidifiedmicrostruct
8、uresofAI-38．5％Cuhypereutecticalloys．Theresultsshowthatwiththeincreaseofsolidfraction，thequantityofprimaryA12Cuphasewasdecreasedgradually．UsingtheScheilequationtopredictandanalyzethesolutesegregationinthesolid
