Al-Cu-Si三元共晶合金组织形貌及影响因素

利用光学显微镜、扫描电镜研究了Al-Cu-Si合金的铸态三元共晶组织形貌,分析了不同过冷度下三元共晶组织的形成机理。结果表明:不同过冷度下三元共晶均由α(Al)固溶体、Si半导体相和θ(CuAl2)金属间化合物三相构成。Al+Si+CuAl2三元共晶中,Si小平面相独立生长,非小平面α(Al)和θ(CuAl2)相以层片方式协同生长。在冷速较小时,只有α(Al)固溶体作为领先相形成,冷速增大时,Si相能够领先形核并生长为领先相。小冷速时合金的凝固组织由初生α(Al)枝晶、Al+CuAl2二元共晶和Al+Si+CuAl2三元共晶组成,大冷速下主要由初生Si块、Al+Al2Cu二元共晶和Al+Si+CuAl2三元共晶组成。随着冷却速度的提高,凝固组织中初生Al枝晶的体积分数减小而初生Si块的体积分数增大。

Al-Si-Cu三元共晶合金组织及性能影响因素研究

采用扫描电镜、能谱分析及力学性能表征,研究了微量合金元素、Si的变质工艺、热处理工艺对Al-Si-Cu三元共晶合金组织和力学性能的影响。结果表明,微量合金元素Ni含量在0.1%以下时,合金中的θ相为连续分布,而添加量为0.25%试样中θ相明显从连续分布变为断续分布;在Si经变质处理后,合金中的Si变为蠕球状,仍然存在的枝晶状、片状和初生Si的边缘部分也变得圆滑;固溶处理可进一步减少θ相对材料塑性的影响;当合金经过θ相的分布调整、Si变质、固溶、400℃高温等处理后,伸长率提高8.5%以上。

冷却速率对急冷Fe-Al-Nb三元合金凝固组织形成的影响

采用单辊急冷技术研究了Fe_(67.5)Al_(22.8)Nb_(9.7)三元合金的快速凝固和组织形成规律。当辊速从10 m/s增大到40 m/s时,合金条带厚度减少1个数量级,冷速增加了7倍;辊速为40 m/s时样品形状除规则条带外还出现了鱼骨状条带和球状液滴。合金显微组织由Nb(Fe,Al)_2和a-Fe组成,随着辊速增大,凝固组织特征发生变化并且显著细化。随着辊速的增大,合金条带近自由面凝固组织则由初生a-Fe相和层片共晶向碎断层片共晶转变,近辊面凝固组织始终由不规则共晶组成。辊速达到40 m/s时,规则条带完全由不规则共晶组成;合金液滴由于获得的冷速相对较低,其凝固组织主要由初生a-Fe相和层片共晶组成,且随着液滴直径的减小初生相由树枝晶向等轴晶转变。

基于Thermo-Calc和微观偏析统一模型对Al-6.32Cu-25.13Mg合金凝固路径的预测

采用微观偏析统一模型并耦合Thermo-Calc研究了Al-6.32Cu-25.13Mg(质量分数,%)合金在不同冷却速率Rf和固相反扩散系数F下的凝固路径.结果表明:冷却速率对合金的凝固路径影响较小,即不同冷却速率下合金的凝固路径均为:(L+a)→(L+a+T)→(L+a+b+T);固相反扩散系数对合金的凝固路径影响较大,当F由0逐渐增大至1时,合金的凝固路径由(L+a)→(L+a+T)→(L+a+b+T)逐渐过渡为(L+a)→(L+a+T);随着Rf的降低,显微组织中初生相体积分数Va基本不变,两相共晶体积分数V2E增大而三相共晶体积分数V_(3E)减少,上述参数满足:V_(2E)=-2.5lg Rf+64.9,V3E=2.5lg Rf+22.12,F的增加使得显微组织中的Va和V2E变大而V3E变小.结合实验研究了Al-6.32Cu-25.13Mg合金在上述不同冷却速率下的凝固路径及各相体积分数,结果显示,实验结果与模拟结果吻合较好.