微量稀土元素钪（sc）对al4cu合金组织的影响

《微量稀土元素钪（sc）对al4cu合金组织的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要本文采用传统的铸锭冶金法制备四种不同成分的A1．4cu(一se)合金，借助硬度测试、金相显微组织观察、x射线衍射分析、扫描电镜观察、透射电镜观察及能谱分析等各种测试分析手段，研究不同sc添加量对AI．4Cu合金的硬度、微观组织以及时效行为的影响，观察与分析了Sc在铝铜合金中的存在形式，及与合金元素的交互作用关系。结果表明：随Sc添加量的增加，sc对A1．4Cu合金铸态组织的细化作用逐渐增强，细化合金的网胞组织，减小枝晶间距，使晶粒尺寸不断减小。当合金中sc含量不低于0．3％时，枝晶网胞与柱状晶完全消失，晶粒显著得到细化，尺寸从300

2、1am减小到20pro，几乎为均匀的等轴晶粒。这是因为，含sc的铝铜在合金凝固时，直接从熔体中析出与铝基体完全共格的AhSc一次质点相，这些质点成为铝相活泼的形核中心，起非均质晶核的作用，提高形核率，从而对合金的晶粒组织产生强烈的变质作用。添加sc后，不仅可提高铸态A1—4Cu合金的硬度，而且也可显著提高合金的时效硬度，这是因为热处理过程中析出次生细小、弥散的Al。sc相，能钉扎位错和晶界，阻碍位错的运动和晶界的迁移。但sc的添加延长了合金达到峰时效所需的时间，比未加sc的A1-4Cu合金推迟了5h左右。这是因为Sc原子与空位的结合能较高，

3、限制了Cu原子的自由扩散，再者cu原子本身的扩散系数也很小，而且sc的加入会降低cu在基体中的固溶度，部分参与形成w相的sc和Cu元素失去了合金化的作用，所以合金中强化相oI的析出受到抑制，数量也减少。研究也表明，AI一4Cu-Sc合金中析出相AI。Sc与基体Ⅸ一A1的共格或半共格界面处的能量比较高，形核所需要的形核功比较小，促进0’相在界面上的析出。同时，e’相与0t．一AI基体呈半共格关系，界面能也较高，也促进A1。sc相在o'／旺-Al基体半共格界面处析出，总之沉淀相Al。Sc与Or之间能相互促进析出。关键词稀土；Sc元素；A1．Cu

4、合金；AJ。Sc：细化作用ABSTRACTInthispaper,fourdifferentcompositionsofAI一4CualloyscontainingScwerepreparedbytheconventionalmetallurgymemod．TheeffectsofvariousSccontentonthehardness，microstructureandagingbehavioursunderdifferentstateswerestudiedbymeansofhardnessmeasurement，opticalmic

5、roscopy,X—raydiffi'actionGaD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)andenergydispersivex-rayspectroscopyfEDXS)analysis．StudiesofexistingstatesoftraceScinaluminumalloysandtheinterrelationbetweenScandtheotheralloyingelementswerealsocarriedout．Res

6、earchresultsshowthattherefeiumenteffectofScontheas-castA1—4Cumicrostructurebecame，bydegrees，prominent，andthenetlikestructurewasslowlyrefined，thedendriticdistanceandgrainsizecontinuallyreducedwithgradualincreaseofSecontent．Thetree-likeandcolumncrystalsthoroughlydisappeareda

7、ndthegrainsize，whichchangedfrom300}tmto201xm，Wasprofoundlyrefined，andthemicrostructureWasalmostequiaxedgain．whentheSccontentwasnolessthan0．3％．SuchwasthecauseforthisthattheprimaryA13Scphase．whichiscoherentwith旺-Almatrix．woulddirectlyformandprecipiatatefromthemeltduringthebe

8、ginningofsolidification，andthentheA13Scphasewoddactastheheterogeneousnucleatingcenter,the