【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相的峰的強度逐漸增強,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】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閔志先;沈軍;熊義龍;王偉;杜玉俊;劉林;傅恒志;;高溫度梯度定向凝固鎳基高溫合金DZ125的組織演化[J];金屬學(xué)報;2011年04期

2 李慶林;沈軍;蘭曄峰;羅文忠;滿偉偉;唐玲;;定向凝固包晶合金相和微觀組織選擇研究進展[J];陜西理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

3 李林蓄;林鑫;王猛;黃衛(wèi)東;;Al-3.6%Cu合金定向凝固一次枝晶間距選擇[J];鑄造技術(shù);2008年07期

4 傅恒志,李新中,劉暢,蘇彥慶,李雙明,郭景杰;Ti-Al包晶合金定向凝固及組織選擇[J];中國有色金屬學(xué)報;2005年04期

5 宋永安,王嘉欣;稀土在鋁、銅、鎂合金中的作用與應(yīng)用[J];鋁加工;2002年04期

6 李述軍,李榮德,于海朋;共晶凝固理論的研究與發(fā)展狀況[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2000年01期

7 介萬奇;合金凝固過程中的溶質(zhì)再分配與成分偏析[J];中國科學(xué)基金;1999年06期

8 張德志,肖紀美;金屬間化合物的環(huán)境脆性[J];材料科學(xué)與工程;1998年02期

9 張建民,張瑞林,余瑞璜;Fe-Al系金屬間化合物的環(huán)境脆性機理研究[J];中國科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué);1996年02期

10 祁伏京;;軸向壓縮試件的合理尺寸及有效測數(shù)范圍探討[J];西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1990年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉桐;定向凝固TiAl基合金初始糊狀區(qū)演變及微觀組織控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 史耀君;韌性稀土金屬間化合物的制備、力學(xué)性能與電子結(jié)構(gòu)研究[D];南京理工大學(xué);2007年

，

本文編號：2643893