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Al-Cu合金凝固过程枝晶生长的结构演化研究文献综述

 2020-06-29 20:29:30  

1 选题的目的与意义 铝相对于钢、铁来说,质量轻很多,而且铝资源丰富,市场供应充足,铝加入合金元素之后,密度小,重量轻,导热性能高,吸收冲击能力强,易于回收再生,耐腐蚀性能高等特点,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料[1]。

铝合金与纯铝相比,具有很好的力学性能[2-3]。

Al-Cu合金具有良好的力学性能、较高的强度和塑性以及较好的高温性和易切削加工性[4],其密度较小,比强度高,具有良好的导电性,被广泛应用于航空及其他机械领域。

但铸造性能差,线膨胀系数较大,有晶间腐蚀倾向,容易产生裂纹和缩松等。

低浓度的 Al-Cu 合金是具有完整α枝晶的单相组织,该合金系的热物性参数也易于获取,这样有利于模拟。

图1 Al-Cu合金二元相图铝角 由图1可知,Cu在α固溶体内的溶解度在二元共晶温度(548℃)时约为5.65%,而室温时则降至0.1%以下。

Al-Cu二元合金中只有α固溶体以及θ(CuAl2)两个相;α和θ在33.2%Cu处形成二元共晶(α CuAl2)。

Cu在α中的溶解度随温度的下降而显著降低,所以这种合金能进行固溶化处理。

实验表明:含Cu量为4.5-5.5%的合金能保证获得最大的淬火效果,含Cu大于5.5%的铝合金在淬火组织中会有残余脆性相CuAl2出现;而且含Cu量越多,合金组织中CuAl2就越多,因而使热处理强化效果降低,所以当含Cu量超过7%时,合金通常在铸态下使用。

铝铜类合金是工业上最早采用的铸铝合金。

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