磁場對alcu合金凝固過程影響的研究

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1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要磁場對AI-cu合金凝固過程影響的研究摘要本文采用電阻法測定了A1．20．62Cu、AI-26．12Cu、A1．32．88Cu三種鋁合金在直流或交流磁場作用下的液相線溫度、固相線溫度以及結(jié)晶溫度間隔的變化規(guī)律。直流磁場作用下這三種合金的液相線溫度和固相線溫度都降低，結(jié)晶溫度間隔有增大趨勢；交流磁場作用下A1—20．62Cu和A1．26．12Cu合金的液相線和固相線溫度均有所升高，結(jié)晶溫度間隔均變小，其中較低頻的磁場作用效果明顯。但交流磁場對接近共晶成份的AI一32．88Cu合金的液相線、固相

2、線溫度和結(jié)晶溫度間隔都沒有影響。實驗分析認(rèn)為：直流磁場作用下使結(jié)晶必須的過冷度增加；交流磁場作用在金屬熔體內(nèi)產(chǎn)生磁壓強(qiáng)提高了理論結(jié)晶溫度并使金屬熔體結(jié)晶必須的過冷度降低。本實驗采取淬火方法來研究磁場對A1—20．62Cu和A1．3．01Cu凝固過程的影響。實驗方法是，在A1．20．62Cu和A1．3．01Cu合金的凝固過程中分別施加直流磁場和交流磁場，并對各個試樣分別在不同溫度下淬火，利用金相顯微鏡來觀察凝固組織。實驗結(jié)果表明，Al一20．62Cu和Al一3．01Cu合金在液相線溫度以上淬火到室溫，磁場作用對合金顯

3、微組織的形貌未產(chǎn)生明顯影響。對于Al一20．62Cu合金淬火所得宏觀組織，液相線溫度以上的合金熔體無磁場作用時，隨著淬火溫度的逐漸下降，晶粒尺寸變化不大，但在交流或直流磁場作用下，晶粒的尺寸會隨著淬火濕度的下降而變小。對Al一20．62Cu合金在520℃淬火的凝固過程來講，無磁場作用下凝固得到的樣品，其共晶組織為典型的層片狀，在直流磁場作用下形成的共晶組織的片層變細(xì)小，在交流磁場作用下形成的共晶組織呈球狀。這說明，施加不同的類型的磁場對共晶組織形貌是有影響的。從A1—20．62Cu和Al一3．01Cu合金凝固過程中

4、不同階段淬火試樣的顯微組織來看，直流磁場使液相線溫度、固相線溫度降低，交流磁場使液相線溫度、固相線溫度升高。這和用電阻法測量得到的結(jié)論是相符的。研究了磁場對Al一20．62Cu合金微觀結(jié)構(gòu)和成分分布的影響。通過對樣品的x射線衍射圖的分析，發(fā)現(xiàn)和不加磁場情況下相比，磁場沒有改變樣品的物相組成，仍為d—AI和CuAl2相。同時還計算了各樣品中n．A1的晶格常數(shù)，計算結(jié)果表明，施加磁場的樣品的晶格常數(shù)比無磁場的要小，說明磁場作用下被Cu取代的A1原子數(shù)增多了，即Cu在a．AI中的溶解度增大了。此外，利用能譜分析對樣品作微

5、區(qū)成分分析，結(jié)果表明，與未加磁場相比，磁場作用下的樣品a—A1中含Cu量較II東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高，這與分析晶格常數(shù)時所得的結(jié)果完全一致。所以，磁場作用促進(jìn)了Cu在a—AI中的溶解。指出對于磁場作用下凝固得到的a—A1來講，磁場作用可能使溶質(zhì)粒子對基體鋁產(chǎn)生了相對運(yùn)動，這種運(yùn)動增強(qiáng)了溶質(zhì)粒子在基體鋁中的擴(kuò)散，從而導(dǎo)致了溶質(zhì)在n．A1中溶解度的增加。關(guān)鍵詞：Al-cu合金磁場液相線溫度固相線溫度凝固組織微觀結(jié)構(gòu)溶解度HI東北大學(xué)碩士學(xué)位論文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