冷却斜槽法制备均质铝基难混溶合金

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1、大连理工大学硕十学位论文摘要难混溶合金(偏晶合金)在工程上有着广泛的应用，是一种重要的金属材料，然而在常规凝固条件下，合金组元『日j的混溶却是十分困难的，故称之为难混溶合会。难混溶合金的～个明显标志是二元相图中存在一弓形液相不混溶区，当凝固通过该区时，密度不同的两液相将迅速分离，最终形成严重宏观偏析或组元分层的凝固组织，因此，采用常规的地面凝固技术难以制备出任何有工业价值的偏晶合金。本文在自制的熔炼炉及冷却斜槽上开展了对铝基难混溶合金的研究，提出了一种新的难混溶合金制备工艺。通过分析难混溶合金的相图以及大量的工艺试验，制定了在互溶点以上20℃保温30

2、分钟的金属熔炼工艺。改变浇铸位置及斜槽角度，最终确立700ram浇铸位置及斜槽角度为45。为最优铸造参数。先后尝试利用速冷法及压铸法对所得浆料进行快速成型，均得到了较为弥散分布的铝基难混溶合金。本文在对舢一Bi合金的研究中，探讨了析出的金属Bi液滴随舢合金金属熔体在斜槽上流动时所受力情况，结果表明，作用于Bi液滴上的Marangoni力、熔体粘滞力及熔体冲刷的力与重力相互作用并相互减弱抵消，大大降低了Bi液滴的Stokes沉积和Marangoni迁移运动，使难混溶合金熔体在斜槽上不发生严重的宏观偏析。并且利用ANSYS⋯模拟分析了熔体从斜槽流过时的温

3、度分布，结果显示熔体温度大为降低，很大程度降低了后续快速成型设备的冷却压力。作为前期工作，本文制作了低熔点Sn．20wt％Bi二元合金同步辐射成像样品及加热设备，在北京同步辐射装置BSRF形貌站成功观察到较为清晰的晶粒生长图像，为今后利用同步辐射光源研究A1．Bi难混溶合金凝固过程提供了经验。关键词：难混溶合金；均质制备；重力偏析；冷却斜槽；同步辐射成像冷却斜槽法制备均质铝基难混溶合金PreparethehomogeneousAIbasedimmiscibIoaIIoysbyaCOOIingsIopemethodAbstractAsallimport

4、antmetalmaterial，hnmisciblealloy(Monotectic触loy)hasextensiveapplicationinindustry．However，thecomponentsofimmisciblealloyarehardlymiscibleandveryeasytobeseparatedaslayersbytraditionalcastingmethods．Anobviouscharacterofimmisciblealloyisthatthere。sabow—shapeimmiseiblezoneinthephas

5、edia野am．Whenthesolidificationcomestothiszone。thetwoliquidphaseswithdifferentdensitieswilldepartquicklyformingtheseveremacmsegregationorcomponentsondifferentlayers．Therefore．itisdifficulttopreparethehomogenousimmisciblealloysbytraditionalcastingtechnology．Tllisworkprepared赳based

6、immisciblealloysbyusingacoolingslopemethod．Inthismethod．themeltedalloy’stemperaturewaskept20℃higherthantheimmiscibletemperaturefor30rain，andit’sdeterminedaccordingtothephasediagramandagreatdealofexperiments．Thispaperchangedthecastcoolingslope’slengthandangletogetdifferentsample

7、s。Byanalyzingthemacro—microstructures，itshows：thepouringpositionat700ramandinclinedangleat45。arethebestparametersforgettingthehomogenousimmisciblealloyslurry．Thcntheimmisciblealloyslurryisformedbyusingawater-bmhcoppermoldOl-adiecastingmachine．Finally，thehomogenousimmiscibleallo

8、yscanbeobtained．Inthispaper,theforcesBidropssufferedar