ZA27合金晶體形貌、結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、羽毛狀晶是完全不同于常見(jiàn)柱狀晶與樹枝晶的一種異常晶粒。對(duì)于羽毛狀晶生成條件及空間形貌的研究，不僅會(huì)極大地豐富金屬的凝固理論和晶體的生長(zhǎng)理論，具有重要的理論價(jià)值，而且對(duì)消除該晶體，獲得細(xì)小等軸晶，提高材料力學(xué)性能，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)Zn-Al系合金中出現(xiàn)的羽毛狀晶展開研究，分析了鑄造工藝參數(shù)及Si、P元素對(duì)ZA27合金微觀組織的影響，研究了ZA27合金中羽毛狀晶的形成條件、空間形貌。結(jié)果表明：
　　 澆注溫度、鑄型激冷能力

2、、試樣尺寸對(duì)ZA27合金中初生α-Al的晶體形貌具有很大影響，其中澆注溫度的影響最大。在較高的澆注溫度(大于650＞)時(shí)，極易形成羽毛狀晶。而且鑄型激冷能力越大、尺寸錠料越小，越易形成羽毛狀晶。試樣的邊緣處比中心處更容易形成羽毛狀晶。這些不同的工藝參數(shù)，都反映了溫度梯度在凝固中的作用：溫度梯度越大，越容易形成羽毛狀晶。
　　 Si元素的加入減弱了羽毛狀晶的形成，并隨著Si含量的增大，其影響越來(lái)越大。初生Si作為先析出相懸浮在液相

3、中，限制枝晶的生長(zhǎng)。而經(jīng)P變質(zhì)后，因初生Si顆粒變小，對(duì)枝晶生長(zhǎng)的阻礙作用減弱，羽毛狀晶傾向加強(qiáng)。在同一澆注溫度下，羽毛狀晶形成的傾向由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篫A27＞ZA27-Si-P＞ZA27-Si。
　　 羽毛狀晶在二維的金相上表現(xiàn)為長(zhǎng)徑比很大的柱狀樹枝晶，而在空間形貌上，羽毛狀晶是一種非常發(fā)達(dá)的樹枝晶，整體呈三維結(jié)構(gòu)，枝晶朝多個(gè)方向生長(zhǎng)；局部并排生長(zhǎng)。羽毛狀晶由主干和六個(gè)二次枝晶組成，其生長(zhǎng)方向均為＜110＞方向。孿晶主干在(

4、111)孿晶面內(nèi)沿著＜110＞方向生長(zhǎng)，一對(duì)二次枝晶位于孿晶面(111)上且對(duì)稱生長(zhǎng)，與主軸呈60°夾角。在孿晶面的兩側(cè)，一對(duì)二次枝晶臂與主軸呈60°夾角，關(guān)于孿晶面對(duì)稱生長(zhǎng)且與孿晶面夾角為70.5°。另外一對(duì)二次枝晶臂與主軸呈90°夾角，關(guān)于孿晶面對(duì)稱生長(zhǎng)且與孿晶面夾角為54.7°。羽毛狀晶的形成是晶體學(xué)擇優(yōu)生長(zhǎng)方向與外力綜合作用的結(jié)果。另外，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)二維的羽毛狀晶，它是羽毛狀晶的一種特殊形態(tài)，由許多二維的層片有規(guī)律的排列而成。這