Cu-12%Al线材连续定向凝固最大稳态拉坯速度

将结晶器移出感应加热器,使连续定向凝固时固液界面控制在结晶器出口;结合传热边界条件,求解连续定向凝固熔体区、液/固界面、空冷区和水冷区的一维稳态温度场方程,得出线坯最大稳态拉坯速度随熔体温度、结晶器长度、冷却距离和冷却水流量的变化规律;并基于直径为6 mm的Cu-12%Al(质量分数)线材制备的工艺条件,对理论解进行实验验证和讨论。结果表明:Cu-12%Al线材的最大稳态拉坯速度随熔体温度升高而降低,且降低速率逐渐减小,其中在1 150～1 300℃范围内降低37.3%;最大稳态拉坯速度随结晶器长度增加而增加,且增加速率逐渐减小,其中在20～40 mm范围内增加28.5%;最大稳态拉坯速度随冷却距离增加而降低,且降低速率逐渐减小,其中在4～12 mm范围内降低68.8%;冷却水流量在100～400 L/h范围内最大稳态拉坯速度变化不明显。当固液界面前沿温度梯度小于2.02℃/mm时,实际拉坯速度无法达到理论最大稳态拉坯速度;当固液界面前沿温度梯度大于4.17℃/mm时,最大稳态拉坯速度实验值和理论值吻合较好。

Cu-12%Al合金线材的马氏体结构及其对力学性能的影响

采用连续定向凝固技术制备Cu-12%Al(质量分数)合金线材,通过改变熔体温度获得不同结构的马氏体,研究马氏体取向和形貌对线材力学性能的影响。结果表明:在引拉速度为10 mm/min、冷却水温为20℃、水流量为400 L/h、熔体温度为1 150或1 200℃的条件下所制备的直径为6 mm的Cu-12%Al线材均为马氏体组织。熔体温度为1 150℃时,定向凝固线材马氏体的母相择优生长面为(100)和(011),马氏体形貌呈枝状和片状,线材的伸长率为5.1%,断口特征为准解理断裂;而熔体温度为1 200℃时,定向凝固线材马氏体的母相择优生长面为(011)、(011)和(011),马氏体形貌全部呈平行片状,线材的伸长率达到16.9%,断口特征为韧性断裂。枝状马氏体在拉伸变形时阻碍位错滑移,抑制马氏体相变的发生;而平行片状马氏体拉伸变形时,有利于不全位错的运动,促进马氏体相变的发生,产生相变塑性,因而具有更强的塑性变形能力。

Cu-12%Al合金高温压缩变形过程本构关系的BP神经网络模型

以Gleeble-1500热模拟试验机上高温压缩实验所得实测数据为基础,根据BP(Back Propagation)人工神经网络算法原理,建立了Cu-12%(质量分数,下同)Al合金高温压缩变形过程真应力与真应变、应变速率和变形温度关系的神经网络预测模型。结果表明:BP神经网络用于Cu-12%Al合金高温压缩变形过程的本构关系建模是可行的,真应力预测值与实验值之间的平均相对误差小于1.8%,可很好地反映实际变形过程的特征。

连续柱状晶组织Cu-12%Al合金在3.5%NaCl和10%HCl溶液中的腐蚀行为

采用静态浸泡腐蚀实验、电化学分析方法等研究连续定向凝固方法制备的具有连续柱状晶组织的Cu-12％A1（质量分数，下同）合金在3．5％NaCl（质量分数）溶液和10％HCI（体积分数）溶液中的耐腐蚀性能及腐蚀机理。结果表明：Cu-12％A1合金在3．5％NaCl溶液中的耐腐蚀性能可达到耐蚀级。虽然在40℃以下的10％HCl溶液中该合金的耐腐蚀性能可达到耐蚀级，但在40℃以上的10％HCl溶液中的耐腐蚀性能欠佳。连续柱状晶组织Cu-12％A1合金的耐腐蚀性能优于Al含量为5％-11％的传统铝青铜和QBe2合金的耐腐蚀性能，但劣于0Be2．15合金的耐腐蚀性能。在3．5％NaCl溶液和10％HCl中连续柱状晶组织Cu．12％A1合金的自腐蚀电位分别为-271mV（vsSCE）和-333mV（VSSCE）。腐蚀发生后试样表面的Al元素含量明显下降，腐蚀机制为脱铝腐蚀。

力作用方式对定向CuAl合金马氏体相变的影响

采用真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固方法制备不同取向马氏体Cu-12%Al(质量分数)合金线材。通过测试线坯拉伸和压缩力学性能,研究了力的作用方式对定向CuAl合金马氏体相变和力学性能的影响,并分析变形前后线坯的物相。结果表明:马氏体母相取向为[001]的线坯拉伸变形和压缩变形真应变分别为24.4%和14.7%,相应断口表现为韧性断裂和解理断裂;马氏体母相取向为[110]的线坯拉伸变形和压缩变形真应变分别为0.09和0.809,相应断口表现为准解理断裂和韧性断裂。取向为[001]线坯拉伸变形或取向为[110]线坯压缩变形均会发生由β1′马氏体转变为β1′马氏体,转变机制为Bain转变;取向为[110]线坯拉伸变形或取向为[001]线坯压缩变形均会发生由β1′马氏体转变为β1′马氏体。取向为[110]线坯压缩变形时会发生单滑移或者双滑移塑性变形,具有较好的塑性变形能力。