熔体过热处理对alcu合金熔体结构和定向凝固组织、性能的影响

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1、江苏大学硕士学位毕业论文摘要本文在大量试验的基础上建立了A1．Cu合金熔体结构物理模型，研究了熔体过热处理对A1．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(熔体过熟温度T。、熔体过热时间tS和低温保持时间th)对A1．4．7％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一应变曲线；用扫描电镜分析了A1．4．7％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

2、制，以期能够丰富凝固理论、指导生产实践。研究结果表明：AI—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：A1．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T1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△T．增加；熔体过热处理对A1—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九l比在750。C无过热直接定向凝固的减小了30％以上iA1．4．7％Cu合金非定向凝固试样

3、失效形式为脆性断裂，而经不同熔体过热处理后A1—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AI．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；AI．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A1-4．7％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

4、改变直接影响了最终的组织、性能及晶体取向。关键词：熔体过热处理，定向凝固，Al-4．7％Cu合金，一次枝晶间距力学性能，晶体取向。微观不均匀区AbstractFirstly，thephysicalmodelsofAl—Cubasedalloymeltswereputforwardthroughmanyexperiments，andthenthepaperstudiedtheinfluenceofmeltsuperheattreatmentonAI．Cualloymelt．Undertheconstantgivenconditionsoftec

5、hnologicalparameters，asthermalgradient，withdrawvelocity,etc；theinfluenceofmeltsuperheattreatment(includingsuperheatingtemperatureTs，superheatingtimets，andlowtemperatureholdingtimetOonthesolidificationmicrostructureandtheprimarydendritearrnspacingofdirectionallysolidifiedA1·

6、4．7％Cualloywasstudied．Thestress—straincurvesofdirectionallysolidifiedspecimensafterdifferentsuperheattreatmentweremeasuredbyelectronicuniversalmaterialtester,theirfracturemorphologywasanalyzedbySEMandtheircrystalorientationwasanalyzedbyXRD．Wediscussedtheinnermechanismofthei

7、nfluenceofmeltsuperheattreatment0nsolidificationstructure，propenyandcrystalorientationinordertoenrichsolidificationtheoryandinstructpractice．Theresultshowsthattheheterogeneousphenomenonofirreversiblesolid-likeclusters，reversiblesolid—likeclusters，reversibleliquid-likecluste

8、rsandshortproceduremaybepresentsimultaneouslyintheA1一Cualloymelts．Thesuperheattrea