本文從熱力學角度研究微量稀土元素Sc對耐熱Al-Cu合金和Al-Si合金的作用,且通過Sc對ZL205A合金的實驗進行驗證。在相關(guān)的相圖計算過程中主要選取合金的富Al角進行研究。分別對Al-Cu-Sc和Al-Si-Sc合金的等溫截面投影圖進行計算,計算室溫至液相線溫度附近的一系列等溫截面。通過合金的等溫截面研究不同溫度下的相平衡及其相變規(guī)律。利用垂直截面圖分析改變Cu含量或Si含量對合金凝固路徑及相變的影響。研究發(fā)現(xiàn)Al-Cu和Al-Si合金在平衡凝固過程中的析出相成分和析出相溫度受Sc含量的影響,針對確定Cu和Si含量,分別設計你了不同Sc加入量進行研究。結(jié)果表明Al-Cu-Sc合金中的析出相是α-Al、Al2Cu、Al3Sc和τ(Al Cu Sc)相,Al-Si-Sc合金中的析出相是α-Al、共晶Si和Al3Sc。隨著Sc含量的升高,Al-CuSc合金中α-Al析出量減少,Al2Cu和Al3Sc相析出量增大。α-Al和τ(Al Cu Sc)相析出溫度變化較小,Al2Cu相析出溫度逐漸降低而Al3Sc相的析出溫度逐漸升高。由相的元素組成確定τ(Al Cu Sc)相的化學計量式為Al8...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 Al-X-Sc三元合金研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Al-Cu-Sc合金系
        1.2.2 Al-Si-Sc合金系
    1.3 稀土元素在鑄造鋁合金中的作用
    1.4 多元合金凝固路徑的研究
    1.5 相圖及熱力學計算概述
        1.5.1 CALPHAD
        1.5.2 熱力學相圖計算原理
        1.5.3 Thermo-calc軟件介紹
    1.6 本文研究內(nèi)容
第2章 實驗研究方法
    2.1 熱力學模型
        2.1.1 純組元的熱力學模型
        2.1.2 溶體相的熱力學模型
        2.1.3 亞點陣模型
        2.1.4 化學計量比化合物的熱力學模型
    2.2 熱力學研究方法
        2.2.1 合金熱力學體系的建立
        2.2.2 三元合金相圖的計算
        2.2.3 三元合金投影圖的計算
    2.3 實驗材料與制備
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 合金的熔煉與澆注
        2.3.3 差熱分析
第3章 Al-Cu系合金的熱力學計算
    3.1 Sc和 Al、Cu元素間的交互作用
        3.1.1 Miedema生成熱模型計算
        3.1.2 元素間的交互作用
    3.2 Al-Cu-Sc三元系的相平衡關(guān)系
        3.2.1 Al-Cu-Sc等溫截面的計算
        3.2.2 Al-Cu-Sc變溫截面的計算
    3.3 Sc對 Al-Cu-Sc合金凝固分析
        3.3.1 Sc對合金析出相的影響
        3.3.2 Al-Cu-Sc三元合金凝固過程分析
        3.3.3 Sc在耐熱Al-Cu合金中的存在形式及作用
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Al-Si系合金的熱力學計算
    4.1 Al、Si和 Sc元素間的交互作用
        4.1.1 Miedema生成熱模型計算
        4.1.2 元素間的交互作用
    4.2 Al-Si-Sc三元合金相圖
        4.2.1 Al-Si-Sc等溫截面的計算
        4.2.2 Al-Si-Sc變溫截面的計算
    4.3 Sc對 Al-Si-Sc合金凝固分析
        4.3.1 Sc含量對合金平衡凝固時的影響
        4.3.2 Al-Si-Sc合金的凝固過程分析
        4.3.3 Sc在 Al-Si合金中的存在形式及作用
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Sc對ZL205A合金的實驗
    5.1 實驗結(jié)果與討論
        5.1.1 元素間的交互作用
        5.1.2 合金的物相分析和DSC
        5.1.3 Sc對ZL205A合金的影響
    5.2 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3883786