磁场对alcu合金凝固过程影响的研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要磁场对AI-cu合金凝固过程影响的研究摘要本文采用电阻法测定了A1．20．62Cu、AI-26．12Cu、A1．32．88Cu三种铝合金在直流或交流磁场作用下的液相线温度、固相线温度以及结晶温度间隔的变化规律。直流磁场作用下这三种合金的液相线温度和固相线温度都降低，结晶温度间隔有增大趋势；交流磁场作用下A1—20．62Cu和A1．26．12Cu合金的液相线和固相线温度均有所升高，结晶温度间隔均变小，其中较低频的磁场作用效果明显。但交流磁场对接近共晶成份的AI一32．88Cu合金的液相线、固相

2、线温度和结晶温度间隔都没有影响。实验分析认为：直流磁场作用下使结晶必须的过冷度增加；交流磁场作用在金属熔体内产生磁压强提高了理论结晶温度并使金属熔体结晶必须的过冷度降低。本实验采取淬火方法来研究磁场对A1—20．62Cu和A1．3．01Cu凝固过程的影响。实验方法是，在A1．20．62Cu和A1．3．01Cu合金的凝固过程中分别施加直流磁场和交流磁场，并对各个试样分别在不同温度下淬火，利用金相显微镜来观察凝固组织。实验结果表明，Al一20．62Cu和Al一3．01Cu合金在液相线温度以上淬火到室温，磁场作用对合金显

3、微组织的形貌未产生明显影响。对于Al一20．62Cu合金淬火所得宏观组织，液相线温度以上的合金熔体无磁场作用时，随着淬火温度的逐渐下降，晶粒尺寸变化不大，但在交流或直流磁场作用下，晶粒的尺寸会随着淬火湿度的下降而变小。对Al一20．62Cu合金在520℃淬火的凝固过程来讲，无磁场作用下凝固得到的样品，其共晶组织为典型的层片状，在直流磁场作用下形成的共晶组织的片层变细小，在交流磁场作用下形成的共晶组织呈球状。这说明，施加不同的类型的磁场对共晶组织形貌是有影响的。从A1—20．62Cu和Al一3．01Cu合金凝固过程中

4、不同阶段淬火试样的显微组织来看，直流磁场使液相线温度、固相线温度降低，交流磁场使液相线温度、固相线温度升高。这和用电阻法测量得到的结论是相符的。研究了磁场对Al一20．62Cu合金微观结构和成分分布的影响。通过对样品的x射线衍射图的分析，发现和不加磁场情况下相比，磁场没有改变样品的物相组成，仍为d—AI和CuAl2相。同时还计算了各样品中n．A1的晶格常数，计算结果表明，施加磁场的样品的晶格常数比无磁场的要小，说明磁场作用下被Cu取代的A1原子数增多了，即Cu在a．AI中的溶解度增大了。此外，利用能谱分析对样品作微

5、区成分分析，结果表明，与未加磁场相比，磁场作用下的样品a—A1中含Cu量较II东北大学硕士学位论文摘要高，这与分析晶格常数时所得的结果完全一致。所以，磁场作用促进了Cu在a—AI中的溶解。指出对于磁场作用下凝固得到的a—A1来讲，磁场作用可能使溶质粒子对基体铝产生了相对运动，这种运动增强了溶质粒子在基体铝中的扩散，从而导致了溶质在n．A1中溶解度的增加。关键词：Al-cu合金磁场液相线温度固相线温度凝固组织微观结构溶解度HI东北大学硕士学位论文ABSTRACTStudyonsolidificationofAl—Cu

6、alloyundermagneticfieldsAbstractTheliquidustemperature，solidustemperatureandsolidifieationintervalofAl一20．62Cu．A1—26．12CuandA1—32．88CualloysweredeterminedbytestingthechangeoftheresistanceofthesealloyssolidifiedunderanACorDCmagneticfields．Whenthesealloyssolidif

7、iedunderaDCmagneticfield，theirliquidusandsolidustemperaturedecreased，andthesolidificationintervalhasatendencytobecamebigger．WhentheA1—20．62CuandA1-26．12CualloyssolidifiedunderallACmagneticfield．theliquidustemperatureandsolidustemperatureofthetwoalloysincreased

8、，thesolidificationintervaldecreased．UnderanACmagneticfieldwi吐1differentfrequencies．itwasfoundthatthelowerthefrequency,thelargertheeffectofACmagneticfield．AccordingtotheAl-32．88Cual