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冷却速度对Al-Cu合金微观组织及熔化潜热的影响

上官玉辉

   本文以不同Cu含量Al-Cu合金为研究对象,研究了不同Ti含量对亚共晶Al-5wt.%Cu合金的微观组织细化,对比研究了常规铸造条件下和不同冷却速度下不同Cu含量Al-Cu合金的微观组织,通过DSC分析了冷却速度对不同Cu含量Al-Cu合金熔化潜热的影响。研究结果包括以下几个方面: (1)不同的Ti含量对亚共晶Al-5wt.%Cu合金的微观组织晶粒细化:随着Ti含量的逐渐增大,晶粒尺寸变小。当Ti含量为0.1wt.%时晶粒尺寸最小。当Ti含量大于0.1wt.%以后,晶粒细化效果呈下降趋势。 (2)不同Cu含量Al-Cu合金微观组织对比:亚共晶Al-Cu合金中,随着Cu含量的增加,初生α-Al相所占比例逐渐减小,共晶组织所占比例增加;共晶Al-Cu合金是共晶组织(a-Al相+0-Al2Cu相),呈片层状分布。 (3)冷却速度对过共晶Al-40wt.%Cu合金微观组织的影响:随着冷却速度的增大,初生θ-Al2Cu相由方块状变得更加细小,晶粒尺寸由45μm左右减小到10μm左右。其主要原因是冷却速度增大时,会造成合金内部的过冷度增大,抑制了初生θ-Al2Cu相的析出和长大。从冷却速度和晶粒尺寸标准差的关系图看出,要想获得晶粒尺寸分布均匀性好的材料,需要提高合金的冷却速度。 (4)通过对不同Cu含量Al-Cu合金DSC曲线的观察分析得出:常规铸造条件下,亚共晶Al-Cu合金中,随着Cu含量的增加,共晶组织比例增加,其熔化对应的峰值温度在升高。在含Cu量为5wt.%-40wt.%的范围内,随着Cu含量的增加,Al-Cu合金的熔化潜热逐渐减小。 (5)距楔形试样尖端1cm处,冷却速度较大,亚共晶以及共晶Al-Cu合金的DSC曲线中初生α-Al相和共晶组织所对应的熔化吸热峰的温度逐渐增大,相同Cu含量Al-Cu合金的熔化潜热比常规铸造条件下减小。 (6)随着冷却速度逐渐增大,亚共晶Al-20wt.%Cu合金的熔化开始温度、低温吸热峰、高温吸热峰、熔化终止温度逐渐增大,合金的熔化潜热逐渐减小。 (7)随着冷却速度的增大,亚共晶Al-20wt.%Cu合金的硬度逐渐增大,过共晶Al-40wt.%Cu合金的硬度反而逐渐减小。……   
[关键词]:Al-Cu合金;微观组织;冷却速度;熔化潜热;硬度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年
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