铝基中间合金内初生相在铝熔体中溶解扩散行为研究

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铝基中间合金内初生相在铝合金熔炼过程能否充分溶解直接关系着铝合金内添加元素的有效收得率,熔炼过程不溶的初生相还会以粗大相的形式留在铝合金基体中影响铝合金的综合性能。目前对铝基中间合金内不同初生相在铝熔体中溶解扩散行为的相关研究较少,本论文重点关注铝基中间合金(Al-5Zr和Al-10V)内不同形貌、尺寸的初生相在铝熔体内的溶解扩散行为。本文的主要内容包括以下2个方面:(1)研究含有不同形貌、尺寸含Zr相的Al-5Zr中间合金在铝熔体中溶解扩散行为。(2)制备含有不同种类、形貌含V相的Al-10V中间合金,研究含有不同形貌、种类含V相的Al-10V中间合金在铝熔体中溶解扩散行为。主要结论如下:(1)不同尺寸形貌的Al3Zr相在铝熔体中的溶解速度不同,粗大板条状Al3Zr相在铝熔体中的溶解速度最慢,700℃下保温60min后仍存在不溶的Al3Zr相,小块状Al3Zr相在铝熔体中的溶解速度最快,700℃下保温15min后小块状Al3Zr相全部溶解;针片状Al3Zr相在铝熔体中的溶解速度介于小块状和板条状Al3Zr相之间。(2)板条状Al3Zr相和针片状Al3Zr相在铝熔体内溶解过程中均会伴随着熔断机制,小块状Al3Zr相的溶解过程未发现熔断机制。(3)Zr元素对工业纯铝的细化效果与Zr元素在铝熔体中的存在形式有关,当Zr元素完全溶解于铝熔体后,其对工业纯铝的细化作用有限;当Zr元素以少量粗大含Zr相的形式存在于铝熔体时,其对工业纯铝的细化效果也有限;当Zr元素以大量小尺寸含Zr相存在于铝基体时有较好的细化效果。(4)1170℃的Al-10V中间合金熔体在不同冷却速率条件下,含V相的形貌和尺寸均有明显影响,冷却速率大于24.3℃/s时,合金中形成树枝状的A13V相,冷却速率为2.0℃/s时,合金中形成板块状Al10V相。(5)不同结构,不同形貌的含V相在700℃的铝熔体中的溶解扩散过程中,含V相的结构,形貌因素对其在熔体中溶解扩散速率影响不大。
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