al4﹪cu共晶合金的净化与过冷凝固研究

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1、摘要深过冷技术可在较低的凝固速度下有效地实现大体积液态金属的快速凝固，它已经成为快速凝固理论研究的前沿。本文系统研究了AI-4％Cu合金获得深过冷的方法和工艺控制条件，发现在氢气的保护下，采用复合熔盐净化与循环过热相结合的方法可使合金获得较大的过冷度。在此基础上研究了过冷A1-4％Cu合金凝固组织演化规律：发现熔体过热处理(熔体过热温度、过热时问)对A1-4％Cu合金过冷凝固组织形态及一次枝晶间距影响显著，探讨了熔体过热处理影响最终组织、性能及晶体取向的机制，分析了凝固组织中两次晶粒细化现象产生的主要原因，以期能够丰富凝固理论、指导生产实践。通过

2、实验，得出以下主要结论：(1)复合熔盐净化剂可使A1-4％Cu合金熔体获得良好的净化效果，使用该净化方法可使AI．4％Cu合金得到70K的过冷度；实验研究证实采用粘性熔剂更能有效的去除合金中的异质核心。(2)AI-4％Cu合金的过冷度受保温时间、循环次数及净化温度的影响。其他条件不变时，增加保温时间，A1-4％Cu合金的过冷度先是明显增加，随后逐渐趋于稳定；随着净化温度的增加，过冷度先增加，当温度增加到一定值后，过冷度随温度增加而减小；随着循环次数的增加，开始过冷度不断增大，在第4．5个循环中达到最大，此后基本趋于稳定。(3)熔体过热温度对AI-

3、4％Cu合金过冷凝固组织有显著影响，经过850℃和950℃过热处理的一次枝晶间距五比在750℃下的一次枝晶间距有明显减小；延长过热保温时间也有类似的效果，随着熔体过热时间t的延长，A1。4％Cu合金过冷凝固组织由粗枝晶向细枝晶转变，一次枝晶间距五降低。(4)随着过冷度增大，深过冷凝固微观组织出现“粗．细．粗．细”的变化规律，A1-4％Cu合金在0～70K过冷度范围内，出现了两次明显的组织细化，两次转变的临界过冷度分别为△T1’-37K，AT2*=63K；并分析了两次晶粒细化的原因。关键词：AI-4％Cu合金，深过冷，净化，形核要!!三些查兰堡主兰

4、堡堡苎垒呈翌婴ABSTRACTHi班undereoolingofmeltscallresultinrapidsolidificationofmeltsatlowcoolingrates．Therefore，thistechniquehasbeenwidelyusedinfundamentalresearchofrapidsolidification．ThefundamentaltechniqueandengineeringcontrollingconditionforA1-4％Cualloytoobtain·highundercoolingwas

5、systematicallyinvestigated．Itwasfoundthathi【曲undercoolingcouldbeobtainedbysuperheatinganddenucleatingwithchloridefluxundertheprotectionofArgomBaseduponthis，theexploringresearchworkinmicrostructureofAI-4％Cualloyhavebeenresearched,theh“hienceofmeltsuperheattreatment(includingsu

6、perheatingtemperature，superheatingtime)Onthesolidificationmicrostructureandtheprimarydendriteal-ulspacingofdireetionallysolidifiedA1-4％CualloyWasstudied．Wediscussedthemechanismoftheinfluenceofmeltsuperheattreatmentonsolidificationstructure,propertyandcrystalorientationinorder

7、toenrichsolidificationtheoryandinstructpractice．Themainresultsandcontributionsofthepaperarcasfollows：(1)BythemethodofsuperheatinganddenucleatingwithchloridefluxundertheprotectionofArgon,ahi曲undercoolingupto70KhasbeenobtainedinA1-4％Cualloy．Theresultsshowthatthestickyfluxcallge

8、teffectivelyridoftheheterogeneousnucleusesinthemettandmakethealloyob