半固態(tài)加工Al-Cu合金的組織及性能的研究.pdf

1、利用機(jī)械攪拌法制備Al-Cu合金的半固態(tài)漿料并進(jìn)行擠壓鑄造，對半固態(tài)加工Al-Cu合金的組織及及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。 半固態(tài)擠壓鑄造Al-10Cu、Al-20Cu合金的初生α-Al呈近等軸的球狀或薔薇球狀，其尺寸約為50~80μm。與普通鑄造Al-10Cu、Al-20Cu合金較粗大的樹枝狀、尺寸達(dá)200μm以上的初生α-Al相比，合金的組織得到顯著的改善。與普通鑄造相比，半固態(tài)加工的過共晶Al-40Cu合金中初生CuAl2的形貌

2、由較粗較長的條狀轉(zhuǎn)變?yōu)殚L徑比較小的短棒狀或近等軸的顆粒狀，其平均尺寸小于80μm，基本消除了粗長的初生CuAl2，改善了晶粒形貌。半固態(tài)加工等溫機(jī)械攪拌的溫度對Al-Cu合金固液兩相的體積分?jǐn)?shù)有較大的影響，隨著等溫機(jī)械攪拌的溫度降低，初生α-Al固相的體積分?jǐn)?shù)迅速增加，而半固態(tài)加工等溫機(jī)械攪拌的溫度對初生α-Al的晶粒形態(tài)及晶粒尺寸沒有太大的影響。 半固態(tài)擠壓鑄造對晶體的生長過程，生長形貌，尺寸有著非常重要的作用。半固態(tài)擠壓鑄造

3、強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌作用使液態(tài)Al-Cu合金凝固過程中的濃度場和溫度場更趨于均勻，形成樹枝狀枝晶的成分過冷區(qū)以及液相的溫度梯度都已經(jīng)變得很小，枝晶臂的優(yōu)先生長所必須的過冷度不能滿足其要求，而液相的溫度梯度較小，因此，當(dāng)液態(tài)金屬的溫度下降至液相線溫度以下時，幾乎整個合金熔體的溫度都低于液相線溫度，即幾乎整個合金熔體處于過冷狀態(tài)，α-Al在整個熔體范圍內(nèi)形核并長大，α-Al的形核率大大提高。半固態(tài)下的強(qiáng)烈攪拌造成了結(jié)晶核心在繼續(xù)生長過程中演化為等

4、軸狀顆粒狀。因此，對半固態(tài)Al-Cu合金的強(qiáng)烈攪拌所造成的對流作用，既改變了凝固過程中初生α-Al形核的動力學(xué)條件，又改變了其生長的動力學(xué)條件。進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌的半固態(tài)Al-Cu合金中的α-Al晶粒的生長可以看作內(nèi)生生長。 半固態(tài)加工能顯著提高Al-Cu合金的抗拉強(qiáng)度，延伸率和斷面收縮率。普通鑄造Al-20Cu合金的硬度為115HB，半固態(tài)加工Al-20Cu合金的硬度提高到121HB。半固態(tài)加工減小了Al-20Cu合金的晶粒尺寸，所