论文部分内容阅读
本文在大量试验的基础上建立了Al-Cu合金熔体结构物理模型,研究了熔体过热处理对Al-Cu合金熔体结构的影响;在温度梯度、抽拉速率一定的条件下,研究了熔体过热处理（熔体过热温度Ts、熔体过热时间ts和低温保持时间th）对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织形态及一次枝晶间距的影响;在电子万能试验机上测出经不同过热处理后定向凝固试样的应力—应变曲线;用扫描电镜分析了Al-4.7%Cu合金定向凝固试样拉伸后的断口形貌;用XRD分析了不同熔体过热处理定向凝固的晶体取向;探讨了熔体过热处理影响最终组织、性能及晶体取向的内在机制,以期能够丰富凝固理论、指导生产实践。 研究结果表明:Al-Cu合金过热熔体不可逆微观不均匀区主要包括不可逆类固型原子团簇、可逆类固型原子团簇、可逆类液型原子团簇和短程序;Al-Cu合金熔体过热处理会使熔体结构状态发生不可逆变化,使熔体的结构敏感物性参数如粘滞系数η和溶质扩散系数DL出现滞后效应表现出滞回现象,并使形核过冷度ΔT增加;熔体过热处理对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能有显著影响,经过950℃和1050℃过热处理的一次枝晶间距λ1比在750℃无过热直接定向凝固的减小了30%以上;Al-4.7%Cu合金非定向凝固试样失效形式为脆性断裂,而经不同熔体过热处理后Al-4.7%Cu合金定向凝固试样失效形式则表现为韧性断裂,定向凝固试样力学性能比非定向凝固的要好,强度提高了近60%,延伸率提高了近一倍;通过熔体过热处理的Al-4.7%Cu合金定向凝固试样,其富Cu相明显减少,韧窝数量显著增加;Al-4.7%Cu合金枝晶沿择优方向<100>生长,而且随着熔体过热温度的提高,（100）晶面衍射强度减弱,表明晶面取向产生分支现象;熔体过热处理之所以对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织、力学性能及晶体取向有显著影响,是因为熔体过热处理改变了熔体的结构状态,液态金属结构的改变直接影响了最终的组织、性能及晶体取向。