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Al-Cu-Ge合金的热物理性质与快速凝固规律研究

王小娟 阮莹 洪振宇

Al-Cu-Ge合金的热物理性质与快速凝固规律研究

王小娟, 阮莹, 洪振宇
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  • Al-Cu-Ge合金是典型的三元共晶体系,在工业上有重要的应用价值,对其进行研究有助于了解该合金的热物理性质和提高该合金的结构性能. 本文选择了Al55Cu10Ge35,Al70Cu10Ge20和Al80Cu10Ge10三种成分合金作为研究对象,对合金的固态比热和热膨胀系数进行了测量,并对比分析了合金在近平衡凝固和落管快速凝固条件下的组织特征和凝固路径. 研究发现,合金比热随Al含量的增大和Ge含量的减少而增大. 这三种成分合金的软化温度均为666 K,物理热膨胀系数α在370–650 K温度范围内基本一致,约为1.5×10-5 K-1. 近平衡凝固条件下合金凝固过程中最后一步反应生成的均为(Al)+(Ge)二相共晶而不是三元共晶,这表明(Al)、(Ge)和CuAl2相在这三种成分的Al-Cu-Ge合金中难以同时形核并协同生长. 然而,在快速凝固条件下,初生相的形核和生成受到抑制,合金中更易于形成二相共晶和三元共晶组织.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11104223和51001087)、西北工业大学基础研究基金(批准号:JC201157)和西北工业大学翱翔人才计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-21
  • 修回日期:  2014-01-24
  • 刊出日期:  2014-05-05

Al-Cu-Ge合金的热物理性质与快速凝固规律研究

  • 1. 教育部空间应用物理与化学重点实验室, 应用物理系, 西北工业大学, 西安 710072
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11104223和51001087)、西北工业大学基础研究基金(批准号:JC201157)和西北工业大学翱翔人才计划资助的课题.

摘要: Al-Cu-Ge合金是典型的三元共晶体系,在工业上有重要的应用价值,对其进行研究有助于了解该合金的热物理性质和提高该合金的结构性能. 本文选择了Al55Cu10Ge35,Al70Cu10Ge20和Al80Cu10Ge10三种成分合金作为研究对象,对合金的固态比热和热膨胀系数进行了测量,并对比分析了合金在近平衡凝固和落管快速凝固条件下的组织特征和凝固路径. 研究发现,合金比热随Al含量的增大和Ge含量的减少而增大. 这三种成分合金的软化温度均为666 K,物理热膨胀系数α在370–650 K温度范围内基本一致,约为1.5×10-5 K-1. 近平衡凝固条件下合金凝固过程中最后一步反应生成的均为(Al)+(Ge)二相共晶而不是三元共晶,这表明(Al)、(Ge)和CuAl2相在这三种成分的Al-Cu-Ge合金中难以同时形核并协同生长. 然而,在快速凝固条件下,初生相的形核和生成受到抑制,合金中更易于形成二相共晶和三元共晶组织.

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