常规DC铸造和LFEC过程中Al-4.5%Cu合金微观偏析行为分析及数学描述

采用常规DC铸造工艺和LFEC铸造工艺制备了Al-4.5%Cu合金,通过改变凝固条件,研究熔体温度分布和合金铸锭的显微组织,并根据Cu元素的分布计算有效分配系数,以描述铝合金的微观偏析行为。结果表明:Cu元素的分布在电磁场产生的熔体流动作用下变得均匀,从而改善了Cu元素的微观偏析现象。

低频电磁铸造Al-4.5%Cu合金微观偏析研究

利用直接水冷半连续(常规DC)铸造工艺和低频电磁铸造(LFEC)工艺分别制备了Al-4.5%Cu(质量分数)合金铸锭.测量了常规DC铸造和LFEC过程中的温度曲线,研究了低频电磁场条件下的铸锭微观组织变化和Cu元素的微观偏析.通过金相观察发现,在低频电磁场作用下,α-Al和θ相的共晶组织变得细小,其面积分数明显减小.利用电子探针测量结果绘制Cu元素成分曲线,发现在凝圈的最初过渡区,Cu元素的成分曲线在低频电磁场作用下升高,α-Al中Cu元素含量增加.通过计算得到Cu元素的有效分配系数k_e,发现在最初过渡区k_e线性增大到1.LFEC工艺使得Cu元素的k_e变大,并且随着电流强度的增强这一趋势愈发明显.由于低频电磁场加速了凝固前沿的冷却速度,使更多的Cu原子固溶在α-Al中,Cu元素在铸锭中的微观偏析得到了改善.