【摘要】：R-Cu(R為稀土元素)合金因其良好的物理及化學(xué)性能而被廣泛研究,但是較差的室溫塑性和韌性使其發(fā)展受到限制。材料的組織在很大程度上決定材料的性能,采用定向凝固技術(shù)可以獲得擇優(yōu)取向的組織從而改善材料性能。本研究采用高溫度梯度定向凝固技術(shù)制備研究了Cu-Ce系列合金,探討了不同凝固速率下的組織演變規(guī)律及相關(guān)性能。本研究采用電弧熔煉的方法制備了六種不同成分合金,研究發(fā)現(xiàn)共晶Cu-9%Ce合金呈現(xiàn)出明顯的短棒狀共晶組織,其室溫獲得的相成分與平衡凝固相同;共晶Cu-26%Ce合金實際呈現(xiàn)出層片狀共晶組織,室溫獲得的相成分與平衡凝固相比存在部分偏移;包晶Cu_5Ce合金呈現(xiàn)明顯的非平衡包晶組織,白色包晶相完全包裹黑色初生相。穩(wěn)定化合物Cu_2Ce相在OM及SEM下均能看到明顯的缺陷,分析是由成分偏離引起,由于Ce的熔點較低,實際測得Ce含量低于名義配比,XRD證實了Cu_6Ce相、Cu_5Ce相及Cu_2Ce相的存在。采用定向凝固技術(shù)制備不同凝固速率下的多晶組織,分析其胞狀晶向樹枝晶的演化規(guī)律及相選擇,通過理論模型與實驗數(shù)據(jù)對比的方法分析枝晶的特征尺度及相關(guān)力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)Cu-21%Ce合金在2μm/s、5μm/s時為胞狀枝晶,6μm/s、25μm/s、100μm/s時為樹枝狀枝晶。在凝固速率為6μm/s時組織存在最大一次枝晶間距,檢測發(fā)現(xiàn)該試樣最大壓縮力約為10.5KN。通過XRD分析研究得出Cu-21%Ce合金鑄錠的Cu_5Ce相在定向凝固后轉(zhuǎn)變?yōu)镃u_6Ce相,而且峰強(qiáng)減弱。CuCe合金在低于8μm/s時為胞狀枝晶,高于10μm/s時為樹枝晶,凝固速率為10μm/s時存在最大一次枝晶間距及最大壓縮力和壓縮應(yīng)變。CuCe合金定向凝固后呈現(xiàn)出明顯的包晶組織,且包晶相完全將初生相與基體相隔開;凝固速率增大,包晶相厚度逐漸變薄,Cu_2Ce相的峰的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),Cu_5Ce相的峰逐漸減弱。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2643893