Al-Zn-Cu系低Cu侧相平衡及扩散行为的研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要摘要AI-Zn-Cu系是铝基轻合金中具有重要实际意义的基础系统之一，对该系fee固溶体溶解度间隙的认识当前存在重要矛盾。而正确认识该系fee固溶体的溶解度间隙，对于研究含Zn,Cu的铝合金淬火后时效初期的脱溶行为，控制铝合金的组织与性能具有重要的实际意义。本论文参照热力学计算采用扩散偶实验研究的方法，对AI-Zn-Cu三元系fc。固溶体溶解度间隙进行了研究;并在此基础上采用Boltzm二一Matano法分析了Cu添加对Al-Zn固溶体中扩散行为的影响。通过扩散偶一电子探针法成功地测定了低Cu侧fee固溶体溶解度间隙在277351℃时。1/(ai+

2、a2)相边界的走向。明确了随着Cu的增加，Zn在al和。:中的溶解度都降低，C。在、和a，之间的分配比KCauuai大于1，即C。主要分配在a:相中。这表明A1-Zn-Cu三元系fc。固溶体溶解度间隙在低铜侧呈发散状，而且可以由AI-Zn侧连续过渡到Al-Cu侧。研究还确定了低Cu侧fee固溶体溶解度间隙在360℃仍然存在。这时随着Cu的增加，Zn在ai中的溶解度降低;而在a2中的溶解度提高，Cu在a2和a，中的分配比联is仍明显大于1。这表明了Cu的添加能提高Al-Zn系fee溶解度间隙的存在温度。实验的全部结果表明A1-Zn-Cu系fee固溶体溶解度间隙在整个空间应

3、该呈“隧道形”，与热力学计算结果一致，而不是此前人们仅根据部分实验所认识的“钟罩形”0在260360℃之间测定a2(a)/p相平衡成分时发现，Cu在。:和p中的分配比嚼a'明显大于I，即Cu主要分配在p相中。在2770C以下仅存在a/(3的相平衡关系，此时Cu的加入增加了Zn在a相中的固溶度。利用扩散偶在260,300,320和360℃平衡处理后进行电子探针微区成分测定的Zn浓度分布曲线，用Matan。法分析了Cu添加对AI-Zn固溶体中扩散行为的影响，首次定量地确定了添加少量Cu对高Zn含量fee固溶体中的互扩散系数有明显降低的作用。此外，随着Zn浓度的提高，AI-Z

4、nfc。固溶体中的互扩散系数也明显增加。关键词AI-Zn-Cu三元系，相图，fee固溶体，溶解度间隙，扩散偶一电子探针法，相平衡成分，Matano法，互扩散系数东北犬学硕士学位论文AbstractAbstractTheAI-Zn-CuternarysystemisoneofpracticallyimportantsystemsamongAl-basedlightalloys,andthereisinconsistentacknowledgeonmiscibilitygapoffeesolidsolutioninthissystem.Ifthemiscibilitygap

5、offeesolidsolutioncanbecorrectlyobtained,thereispracticalimportanceforunderstandingprecipitationofAlalloyscontainingZnandCuduringearlieragingafterquenchingandcontrollingmicrostructureandpropertiesofthesealloys.Inthispaper,miscibilitygapoffeesolidsolutionintheAI-Zn-Cuternarysystemhasbeens

6、ystematicallyinvestingatedbycombiningexperimentalstudywiththermodynamicalcalculation;TheefectofCuadditiononinterdiffusionbehaviorinAl-ZnalloyhasbeenanalysizedbyMatanomethodonthebasisofexperimentalmeasurementTheboundarytrendofall(al+(X2}hasbeensuccessfullydeterminedformiscibilitygapoffees

7、olidsolutioninthelowCupartbetween277and351℃bymeansofdifusioncouple-EPMAtechnique.ItisdeterminedthatthesolubilityofZninbothatanda2phasedecreaseswiththeincreasingofCu;Atthesametime,thepartitioningratios-Kcu}a'areremarkablymorethan1,i.e.Cuismainlydistributedinthea2phase.Itsu