低壓脈沖磁場制備Al-Cu合金及其復(fù)合材料的半固態(tài)組織研究.pdf

1、本文以鋁合金2024、Al-4.5Cu和TiB2/Al-4.5Cu復(fù)合材料為研究對象，首先應(yīng)用低壓脈沖磁場技術(shù)制備了三種材料的半固態(tài)坯料，再進(jìn)行二次加熱，最終應(yīng)用觸變壓鑄方法成形。對低壓脈沖磁場對半固態(tài)組織的影響及作用機(jī)理，組織演化及晶粒長大速率差異的原因進(jìn)行了探討。
　　研究結(jié)果表明：低壓脈沖磁場的引入，使總自由能變化量和形核半徑減小，從而提高了形核率，使初生α-Al晶粒得到明顯細(xì)化。同時，磁場作用使得初生α-Al晶粒周圍的溫度

2、梯度降低，抑制了樹枝狀晶粒的生長。
　　隨著放電電壓的升高，三種材料的半固態(tài)坯料中初生α-Al的平均晶粒尺寸逐漸減小，當(dāng)放電電壓達(dá)到最大值250V時，晶粒的平均尺寸均達(dá)到最小值；低壓脈沖磁場作用時間在前60S時，隨著作用時間的增加，初生α-Al晶粒逐漸細(xì)化，而在60S之后，晶粒的平均尺寸變化很??；當(dāng)模具預(yù)熱溫度為460℃～530℃時，三種材料的晶粒平均尺寸先隨著溫度的升高而減小，當(dāng)模具預(yù)熱溫度超過一定溫度后，晶粒平均尺寸增大；澆注

3、溫度越接近液相線溫度，晶粒的平均尺寸越小。
　　二次加熱時，隨著加熱溫度和保溫時間的提高，初生α-Al晶粒逐漸長大，液相增多。2024鋁合金和TiB2/Al-4.5Cu復(fù)合材料的晶粒球化程度不斷的提高；但Al-4.5Cu的球化晶粒數(shù)量少，且部分晶粒甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的粗化。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，2024鋁合金和TiB2/Al-4.5Cu復(fù)合材料的半固態(tài)坯料在二次加熱時的晶粒長大速率常數(shù)K值明顯低于Al-4.5Cu晶粒的K值，這是由于合金元素(形