Cr元素和超重力凝固工艺对AlNiCr合金显微组织与性能的影响

发布时间：2020-08-20 18:22

【摘要】：本文采用超重力凝固技术,在不同重力场下制备了不同Cr含量的Al-Ni-Cr合金,对Cr元素和超重力大小对合金凝固组织及性能的影响进行了分析和讨论。常重力条件下添加不同Cr含量得到Al-Ni-Cr合金发现,合金凝固组织由初生α(Al)和共晶组织Al-Al_3Ni组成。Cr元素可以细化合金凝固组织。Cr原子分数为0.2%时,初生α(Al)晶粒出现明显细化现象,平均晶粒尺寸达到30.8μm;Cr原子分数为0.3%时,棒状Al_3Ni细化效果明显,平均直径和间距分别为0.13μm和0.19μm。随着Cr含量的添加,Al-Ni-Cr的显微硬度得到提高。Cr原子分数为0.5%时,硬度达到51.2HV,增加了32%。在不同超重力场条件下凝固得到AlNi_(2.5)Cr_(0.3)合金发现,合金凝固组织分为两部分:一是中间区域的主体部分,为Al-Al_3Ni共晶组织;二是表层组织,由初生α(Al)和Al-Al_3Ni共晶组织组成。超重力场可以细化AlNi_(2.5)Cr_(0.3)合金的凝固组织。G=3000g时,初生α(Al)晶粒细化明显,平均晶粒尺寸达到10.13μm;G=2000g时,Al_3Ni棒状共晶发生明显细化,直径仅为72nm,呈现为纳米纤维束形状,棒状共晶间距也减小,仅为92nm。超重力场下AlNi_(2.5)Cr_(0.3)合金中部位置显微硬度大于表层硬度,中部位置最高平均硬度达到60.8HV。在G=2000g超重力场下添加不同含量的Cr凝固得到Al-Ni-Cr合金发现,Cr含量在0.2~0.3at.%内对Al-Ni-Cr合金组织细化效果最优。Cr原子分数为0.2%时,Al_3Ni棒状纤维束出现明显细化,晶粒尺寸达到纳米级,棒状直径仅为69nm,间距减小至88nm;Cr原子分数为0.3%时,初生α(Al)晶粒也发生明显的细化现象,尺寸为13.67μm。AlNi_(2.5)Cr_(0.2)合金的屈服强度为134MPa,延伸率约为33%。另外,AlNi_(2.5)Cr_(0.2)合金由韧性断裂变为脆性断裂,且合金的断裂路径为沿晶断裂和穿晶断裂。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.21

【参考文献】

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10 杨尚京;王伟丽;魏炳波;;深过冷液态Al-Ni合金中枝晶与共晶生长机理[J];物理学报;2015年05期

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本文编号：2798293