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快速冷却的方法可以使金属材料以较快的速度凝固,继而改善合金的组织,并提高合金的性能。本文采用快速冷却的方法制备了成分为Al63Cu27Zn10、Al56Cu24Zn20、Al49Cu21Zn30、Al42Cu18Zn40、Al42Cu18Zn30.0Sn10.0、Al45Cu19Zn31.0Sn5.0和Al49Cu21Zn17.5Sn12.5的样品,其直径分别为5mm、8mm和10mm。采用了金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)与显微硬度计对样品进行了分析与测试。通过对直径为5mm、8mm和10mm样品的金相照片分析可知,快速冷却方法对直径为5mm的样品的细化效果最好,样品的尺寸越大其组织细化的效果就越差。说明此方法可以细化样品的晶粒,抑制合金形成较大的组织形态。进而可以改变合金的组织形貌,使合金中成分的分布更趋向均匀。通过分析样品的X射线衍射谱图得知,样品Al63Cu27Zn10、Al56Cu24Zn20、Al49Cu21Zn30和Al42Cu18Zn40中含有α-Al相、Al2Cu相和Al4.2Cu3.2Zn0.7相;样品Al42Cu18Zn30.0Sn10.0、Al45Cu19Zn31.0Sn5.0和Al49Cu21Zn17.5Sn12.5中含有α-Al相、Al2Cu相、Al4.2Cu3.2Zn0.7相和Al3Cu12Sn相。分析各样品的DSC曲线可知样品均有放热峰,即在放热峰起始温度下发生了相的转变。样品Al63Cu27Zn10、Al56Cu24Zn20、Al49Cu21Zn30、Al42Cu18Zn40中所含的Al4.2Cu3.2Zn0.7相与样品Al42Cu18Zn30.0Sn10.0、Al45Cu19Zn31.0Sn5.0、Al49Cu21Zn17.5Sn12.5中所含的Al4.2Cu3.2Zn0.7相和Al3Cu12Sn相相对于所有样品中的α-Al相和Al2Cu相是不稳定的。快速冷却的方法能够改善合金样品的组织,使样品含有更多的晶界,增强其抵抗外力的能力,从而提高材料的硬度。比较材料的硬度值可知,直径为5mm的样品具有最大的硬度值,直径为8mm的样品硬度次之,直径为10mm的样品与平衡凝固样品的硬度值最低。由数据得知,快速冷却的方法对Al-Cu-Zn体系合金硬度值的提高量至少为10%。