【摘要】： Al-Fe合金是一種新型的輕質(zhì)耐熱合金。普通熔鑄Al-Fe合金中存在粗大針狀和針片狀A(yù)l_3Fe化合物,割裂基體,極大地降低了合金強(qiáng)度,限制了合金應(yīng)用。細(xì)化組織是提高合金性能最直接最有效的手段,但到目前為止,Al-Fe合金的許多凝固學(xué)問題還不甚了解,組織細(xì)化有很大困難。為了搞清Al-Fe合金的某些凝固學(xué)問題,本文利用定向凝固技術(shù),研究了生長速度對(duì)共晶Al-Fe合金,過共晶Al-5%Fe合金,Al-5%Fe-2%Cr和Al-5%Fe-3%RE合金影響,并對(duì)合金元素對(duì)Al_Fe化合物的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。 定向凝固溫度梯度為75℃/cm時(shí),隨著生長速度的增加,共晶Al-Fe合金中共晶Al_3Fe相形態(tài)將發(fā)生由片狀向針片狀和針狀的轉(zhuǎn)變,同時(shí)共晶相細(xì)化,共晶片間距尺寸變小。當(dāng)生長速度V=61.73μm/s穩(wěn)定生長時(shí),α-Al相主要沿(111)和(220)晶面生長,當(dāng)生長速度增大到V=103.41μm/s時(shí)α-Al相沿(200)晶面生長。生長速度的增加導(dǎo)致固液前沿過冷度增加,從而使固液界面宏觀形貌由平面型向胞狀型轉(zhuǎn)變。 對(duì)于過共晶Al-5%Fe合金,隨著生長速度的增加,初生Al_3Fe相的形態(tài)經(jīng)歷了由粗大板片狀→厚片狀→薄片狀→分枝片狀這一變化過程,同時(shí)初生Al_3Fe相片層間距減小。大量初生Al_3Fe相的存在造成共晶Al_3Fe相和α-Al相離異生長,隨著生長速度的增加,共晶組織由片狀轉(zhuǎn)變成針狀。相同生長速度下,加入合金元素Cr后,Cr主要固溶在初生Al_3Fe化合物內(nèi),通過原子占位抑制初生Al_3Fe化合物的擇優(yōu)生長,使初生Al_3Fe相形態(tài)由粗大板片狀、厚片狀、薄片狀和分枝片狀變成塊狀、片狀和圓餅狀,初生相明顯細(xì)化。加入RE后,一方面凈化了合金液,阻礙了初生Al_3Fe相的聚集長大;另一方面RE元素為表面活性元素,易于填補(bǔ)在正在生長著的初生富鐵相表面的缺陷中,使初生Al_3Fe相組織細(xì)化和表面變的光滑,同時(shí)共晶Al_3Fe相由片狀變成針棒狀,宏觀上針棒狀的共晶Al_3Fe相連接呈網(wǎng)狀。
【圖文】：

面eseetion彝瓣黝緩b)橫截面b)T井口sve曉姆section針片狀共晶A13Fe相組織形貌(V=103.41“Inls，d刀orpho】ogyofneedle一1撅eultecticsA卜FeinAI一20/OFe(V二103.41林Injs，dTZd護(hù)75℃兒m)

圖3.8生長速度對(duì)AI3Fe相晶面取向的影響 Fig3.8EffeetsofgrowthratesonthePreferredgrowing一PlaneoftheAI3FePhase圖3.9是在液相中出現(xiàn)的正在長大的共晶A13Fe相的形態(tài)。該圖表明A13Fe相在生長的初期由許多細(xì)小的針棒狀共晶A13Fe相按一定的方式連接而成。在生長速度很低的情況下，這些按一定方式連接起來的針棒狀A(yù)13Fe相在a一Al相的擠壓下，隨著生長的進(jìn)行，這些針棒狀A(yù)13Fe相相互生長、接觸并焊合在一起，，最終形成片狀A(yù)13Fe相。當(dāng)生長速度增加時(shí)，界面前沿的過冷度增加，使Al一A13Fe共晶相中領(lǐng)先生長的A13Fe共晶相158]生長前端曲率增加;同時(shí)，缺陷(孿晶)[15l的存在又使片狀生長的
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG146.21

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本文編號(hào)：2641848