Zn-Al合金羽毛狀晶的形成及形貌研究.pdf

1、Zn-Al系合金具有良好的鑄造性能、優(yōu)良的耐磨、減摩性能，是替代價(jià)格昂貴的銅合金的理想材料。但研究中發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，其組織出現(xiàn)較為發(fā)達(dá)的樹(shù)枝狀晶，即為羽毛狀晶，會(huì)嚴(yán)重消弱力學(xué)性能。本文針對(duì)羽毛狀晶形成的條件，控制一定的溫度梯度，研究合金中各元素對(duì)羽毛狀晶形成的影響，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，而且是消除該形貌晶體，獲得細(xì)小等軸晶，提高材料力學(xué)性能的基礎(chǔ)。
　　 本文對(duì)Zn-Al系合金中

2、出現(xiàn)的羽毛狀晶展開(kāi)研究，分析了以ZA27合金為參考的各元素對(duì)Zn-Al系合金生成羽毛狀晶的影響，得出如下結(jié)果：
　　 在Zn-Al二元合金中，對(duì)不同組分的各試樣，在750℃下澆注，隨著Al含量的降低，Zn-Al二元合金的組織從最初的等軸晶粒依次變?yōu)榘l(fā)達(dá)的等軸晶、柱狀晶、羽毛狀晶、柱狀晶、等軸晶。即晶體的排列由雜亂變?yōu)檎R再到雜亂。從羽毛狀晶的出現(xiàn)到羽毛狀晶的消失，二次枝晶的生長(zhǎng)受元素影響，分別按兩個(gè)、四個(gè)、六個(gè)方向生長(zhǎng)。

3、　　 在Zn-27Al的基礎(chǔ)上，加入不同含量的Cu元素。隨著Cu含量的增加，Zn-27Al合金的微觀組織從粗大的等軸晶依次變?yōu)槎沃Оl(fā)達(dá)的樹(shù)枝晶、羽毛狀晶、二次枝晶發(fā)達(dá)的柱狀晶。Cu相由彌散性分布逐漸變?yōu)楦患讦?Al枝晶臂上。Cu元素使Zn-27Al合金的組織排列更具方向性，減少了枝晶偏離熱流方向的趨向。合金中羽毛狀晶的生長(zhǎng)產(chǎn)生變化，枝晶主干受到抑制，二次枝晶、三次枝晶得到發(fā)展。
　　 在以R=30μm/s的凝固速率下，隨

4、著Al含量的降低，Zn-Al二元合金的定向凝固試樣，一次枝晶間距逐漸減小，二次枝晶間距也逐漸變??；Zn-Al合金定向凝固試樣的擇優(yōu)取向明顯，隨著Al含量的降低，合金組織的枝晶生長(zhǎng)方向由Al含量為75％時(shí)的<100>晶向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)锳l含量為40%時(shí)的<110>晶向。
　　 對(duì)ZA27合金在不同澆注溫度下的試樣的EBSD研究，得出：600℃澆注的ZA27試樣中，α-Al的二次枝晶生長(zhǎng)方向以<100>為主。700℃澆注的ZA27試樣中