不同工藝條件下Cu-Pb偏晶合金凝固行為的研究.pdf

1、偏晶合金具有許多優(yōu)異的物理特性和化學(xué)特性，是工程應(yīng)用中一種十分重要的金屬材料。但是由于大多數(shù)偏晶合金系組元間的密度和熔點(diǎn)相差很大，而且在較大的溫度區(qū)間和成分范圍內(nèi)存在著兩液不混溶區(qū)，因此極易產(chǎn)生重力偏析，所以，按常規(guī)方法難以獲得均勻的組織。 本實(shí)驗(yàn)以Cu-Pb偏晶合金為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)不同工況下偏晶反應(yīng)區(qū)、過(guò)偏晶高Pb含量液-液分離區(qū)凝固組織的對(duì)比，探討了偏晶反應(yīng)區(qū)共生組織形成機(jī)制、高Pb含量區(qū)組織液-液分離和粗化機(jī)制，研究了添

2、加第三組元、不同冷卻速度、施加強(qiáng)磁場(chǎng)工況下對(duì)Cu-Pb偏晶合金偏晶反應(yīng)區(qū)、過(guò)偏晶高Pb含量液-液分離區(qū)凝固組織的影響。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加上理論分析，得出以下結(jié)論： 1．不同工藝條件對(duì)添加元素Cu-Pb合金偏晶反應(yīng)區(qū)凝固組織的影響 Ag作為第三組元添加后，破壞了共生結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了富Pb枝晶和胞晶結(jié)構(gòu)的形成。添加RE的作用主要是促進(jìn)形核，并且對(duì)棒狀組織有細(xì)化作用。對(duì)于添加第三組元凝固組織，隨著冷卻速度的降低，棒狀組織變的更粗，

3、大團(tuán)的富Pb相開(kāi)始出現(xiàn)。強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)偏晶反應(yīng)區(qū)Cu-Pb合金凝固組織的影響主要是抑制了偏析，促使棒狀組織伸長(zhǎng)，細(xì)化晶粒。 2．不同工藝條件對(duì)Cu-Pb合金高Pb含量液一液分離區(qū)凝固組織的影響 在石墨空冷條件下，第三組元Ag和RE的添加都可以減輕試樣中的宏觀重力偏析。在石英空冷條件下，添加第三組元對(duì)于Cu-60wt％Pb合金重力偏析的抑制效果不太顯著。對(duì)于Cu-80wt％Pb合金，Ag和RE的添加都能夠顯著的抑抑重力偏析。對(duì)于

4、添加Ag元素的高Pb含量過(guò)偏晶合金，冷卻速度的變化對(duì)富Cu層厚度的影響不顯著，但冷卻速度的加快可使光滑的分層界面變的不規(guī)則。隨著冷卻速度的增加，有更多富Pb相留在富Cu層中，同時(shí)富Pb層中也增加了數(shù)量更多的富Cu球相。對(duì)于添加RE元素的高Pb含量過(guò)偏晶合金，冷卻速度的作用與添加Ag相似，但是冷卻速度的提高將使富Cu層厚度變薄。強(qiáng)磁場(chǎng)可以在一定程度上有利于抑制凝固過(guò)程中的兩液相分離，增加富Cu層中的Pb含量，并有利于保留富Pb基體中的富C