目前,鋁鈣合金研究不深入,特種鑄造研究工作沒有開展。而亞快速凝固技術(shù)制備合金可優(yōu)化組織,提高性能,粒狀化處理工藝可改善第二相形貌,提高合金性能。本文通過鐵模和銅模制備Al-8Ca（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%,下同）和Al-7Si合金,配合粒狀化處理,利用金相顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、萬能拉伸機等設(shè)備,分析合金顯微組織、相組成和力學(xué)性能,研究了不同凝固速度及熱處理對鋁基合金組織性能的影響。結(jié)果表明:Al-8Ca合金在不同冷卻速度下凝固,顯微組織中少量初生α-Al呈樹枝狀,共晶組織呈層片狀,由α-Al和Al₄Ca相組成。隨著冷速提高,樹枝狀α-Al變小,晶粒細(xì)化,層片間距減小,高冷速下形成過飽和固溶體。擴散退火處理后共晶組織熔斷,向顆粒狀轉(zhuǎn)變,有加粗趨勢。隨著冷速增加,Al₄Ca變小,粒狀化處理能耗降低,高冷速合金粒狀化效果較好。冷速為25K/s的Al-8Ca合金抗拉強度為196MPa,延伸率為4.91%。隨著冷速提高,合金組織細(xì)化,抗拉強度和延伸率提升,冷速為1700K/s時,抗拉強度為392MPa,延伸率為8.74%。粒狀化處理提高... 

【文章來源】：沈陽航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋁硅二元合金相圖

沈陽航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文化，且在與 Al 形成基礎(chǔ)合金時，不會產(chǎn)生粗大的初生相，降響。由相圖可見，隨著 Ca 元素含量的增加，Al 和 Ca 能夠還能夠a 等多種相和化合物。當(dāng) Ca 的添加量為 5.5wt.%時，形成二成分為共晶 -Al 和共晶 Al4Ca 化合物[35]。

圖 1.3 凝固體系變化趨勢[37]細(xì)晶強化就是通過控制鋁合金的晶粒尺寸大小，來達到合金強化的效果，合金是：細(xì)小的鋁合金晶粒是使合金的晶界數(shù)量增加，產(chǎn)生晶界強化效果，阻礙合擴展，提高合金強度。細(xì)晶強化對鋁合金的強度、塑性、韌性等方面產(chǎn)生積極影合金晶粒尺寸符合 Hall-Petch 關(guān)系表達式[47]：式中y為材料的屈服強度，o為材料的晶格間摩擦力，K 為常數(shù)，與材料本關(guān)，d 是晶粒尺寸。由公式可以看出，合金的晶粒尺寸 d 越小，合金的屈服強大�？梢�，合金的力學(xué)性能受晶粒尺寸的影響顯著。晶粒越細(xì)小，一定體積內(nèi)目越多，當(dāng)發(fā)生變形時，合金的形變發(fā)生在較多晶粒上，使合金變形時更均勻晶粒的位錯塞積減輕，削弱了應(yīng)力集中產(chǎn)生條件，使合金開裂難度增加，同時裂的變形量，使合金的塑性提高。在細(xì)晶粒金屬中，應(yīng)力集中較小，因為晶界較多，使裂紋不易萌生，不易發(fā)生擴展。另外，具有細(xì)小晶粒材料在斷裂的過吸收較高的能量，從而使合金的韌性提高。 1/2= +Kdyo

【參考文獻】：
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本文編號：2946977