冷卻斜槽法制備均質(zhì)鋁基難混溶合金.pdf

1、難混溶合金(偏晶合金)在工程上有著廣泛的應(yīng)用，是一種重要的金屬材料，然而在常規(guī)凝固條件下，合金組元間的混溶卻是十分困難的，故稱之為難混溶合金。難混溶合金的一個(gè)明顯標(biāo)志是二元相圖中存在一弓形液相不混溶區(qū)，當(dāng)凝固通過該區(qū)時(shí)，密度不同的兩液相將迅速分離，最終形成嚴(yán)重宏觀偏析或組元分層的凝固組織，因此，采用常規(guī)的地面凝固技術(shù)難以制備出任何有工業(yè)價(jià)值的偏晶合金。 本文在自制的熔煉爐及冷卻斜槽上開展了對(duì)鋁基難混溶合金的研究，提出了一種新的難

2、混溶合金制備工藝。通過分析難混溶合金的相圖以及大量的工藝試驗(yàn)，制定了在互溶點(diǎn)以上20℃保溫30分鐘的金屬熔煉工藝。改變澆鑄位置及斜槽角度，最終確立700mm澆鑄位置及斜槽角度為45°為最優(yōu)鑄造參數(shù)。先后嘗試?yán)盟倮浞皦鸿T法對(duì)所得漿料進(jìn)行快速成型，均得到了較為彌散分布的鋁基難混溶合金。 本文在對(duì)Al-Bi合金的研究中，探討了析出的金屬Bi液滴隨Al合金金屬熔體在斜槽上流動(dòng)時(shí)所受力情況，結(jié)果表明，作用于Bi液滴上的Marangon

3、i力、熔體粘滯力及熔體沖刷的力與重力相互作用并相互減弱抵消，大大降低了Bi液滴的Stokes沉積和Marangoni遷移運(yùn)動(dòng)，使難混溶合金熔體在斜槽上不發(fā)生嚴(yán)重的宏觀偏析。并且利用ANSYS<'TM>模擬分析了熔體從斜槽流過時(shí)的溫度分布，結(jié)果顯示熔體溫度大為降低，很大程度降低了后續(xù)快速成型設(shè)備的冷卻壓力。 作為前期工作，本文制作了低熔點(diǎn)Sn-20wt％Bi二元合金同步輻射成像樣品及加熱設(shè)備，在北京同步輻射裝置BSRF形貌站成功觀