电磁模拟微重力+电脉冲复合场作用下Cu-20Pb亚偏晶合金的组织与性能

在常规和电磁模拟微重力+电脉冲复合场作用下分别制备Cu-20Pb亚偏晶合金,对合金的显微组织、显微硬度、耐磨性能进行分析。结果表明,Cu-20Pb亚偏晶合金由基体α-Cu和基体间的组织β-Pb组成,常规条件下制备的亚偏晶合金基体上存在偏析组织,枝晶较粗,晶粒尺寸大,组织均匀性差;复合场下的亚偏晶合金基体上的偏析组织得到抑制,枝晶变得细小致密,晶粒尺寸减小了70.1%,组织均匀性好。显微硬度测试表明,经复合场处理后Cu-20Pb亚偏晶合金显微硬度得到提高,平均显微硬度提高了29.68%。摩擦磨损试验表明,复合场下制备的Cu-20Pb亚偏晶合金拥有更低的摩擦因数和磨损量,合金的耐磨性能得到提高。

强脉冲电流对Cu-20Pb亚偏晶合金组织和性能的影响

在不同的强脉冲峰值电流作用下制备Cu-20Pb亚偏晶合金,分析合金的显微组织和物相组成,研究合金的显微硬度和耐磨性能。结果表明,Cu-20Pb亚偏晶合金由基体α-Cu和基体α-Cu之间的Pb相组成。脉冲峰值电流为0时,合金枝晶稀疏,晶粒较大,基体上存在偏析组织;峰值电流为1 500A时,合金的晶粒细小,组织均匀性好,合金的平均显微硬度(HV0.49)最大,为58.04,与0时的合金相比提高了28.58%;脉冲峰值电流在0～1 500A时,随着脉冲峰值电流的增大晶粒细化,平均显微硬度随着脉冲峰值电流的增加而增大;峰值电流由1 500A增到2 000A时,晶粒变大,平均显微硬度降低。摩擦试验结果表明,脉冲峰值电流在1 500A时合金摩擦性能最佳。

深过冷Cu-20wt%Pb亚偏晶合金的凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法,使Cu20wt%Pb亚偏晶合金获得了208K的深过冷,在宽过冷范围内研究了CuPb亚偏晶合金的组织演化规律。结果表明,过冷合金熔体初生相为α(Cu),在0～146K的过冷度范围内,均有两次再辉现象;在183～208K的过冷范围内,只出现一次再辉。当ΔT≤98K时,合金凝固组织为粗大枝晶α+枝晶间Pb相;当116K≤ΔT≤146K时,凝固组织已无明显的枝晶形貌,组织由细密α基体+细小的Pb颗粒组成;当ΔT≥183K时,凝固组织与中等过冷度下的组织相似,只是Pb相更细小,分布更均匀。当ΔT≥133K时试样出现裂纹。

深过冷对Cu-20Pb亚偏晶合金组织和性能的影响

在常规条件和深过冷条件下分别制备Cu-20Pb亚偏晶合金,分析偏晶合金的组织结构和相组成,并研究了合金的摩擦磨损性能和显微硬度。结果表明,常规条件下制备的偏晶合金,主要由基体α-Cu和β-Pb相组成,组织均匀性差;深过冷处理后,偏析情况得到改善,组织致密、晶粒细小。摩擦磨损试验表明,深过冷处理后Cu-20Pb亚偏晶合金摩擦因数和磨损量均得到降低,耐磨性能良好。显微硬度测试表明,深过冷下Cu-20Pb亚偏晶合金的硬度(HV_(0.49))增至57.02,相比常规条件下的合金提高了24.15%。

深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织的细化机制

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu～20%Pb亚偏晶合金的凝固组织,用BCT-LKT枝晶生长模型对深过冷凝固过程的热力学参数进行了计算,分析了过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的凝固机制.结果表明,在低过冷度下,Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织由粗大的Cu枝晶和Pb相组成.随着过冷度的增大,Cu枝晶和Pb相细化,Pb相分布均匀.但在不同的过冷度范围,凝固组织细化机制不同.过冷度小于200K时,快速凝固阶段结晶潜热集中释放造成的温度回升引起枝晶大量重熔是枝晶细化的主要因素;过冷度大于200K时,枝晶高速生长导致枝晶各部位的不均匀收缩及枝晶骨架间液相的高速流动会使枝晶受力产生碎断,枝晶重熔和枝晶碎断共同作用使得枝晶发生细化.