文档介绍：东北大学
博士学位论文
Al-Zn-Cu三元系低Cu侧相平衡、相变与扩散的研究
姓名:任玉平
申请学位级别:博士
专业:材料学
指导教师:郝士明
20050201
东北大学博士学位论文摘要
三元系低侧相平衡、相变与扩散的研究
摘要
系是铝基轻合金中具有重要实际意义的基础系统之一,对该系
固溶体溶解度间隙的认识当前存在重要矛盾。而正确认识该系固溶体的溶解
度间隙,对于研究含的铝合金淬火后时效初期的脱溶行为,控制铝合金
的组织与性能具有重要的实际意义。本论文采用实验研究与热力学计算相结合的
方法,对三元系固溶体溶解度间隙进行了系统的研究并在实验测
定的基础上采用法分析了添加对固溶体中扩散行为的影响此
外还研究了低的合金中亚稳相转变对组织形貌的影响。
通过扩散偶一电子探针法成功地测定了低侧固溶体溶解度间隙在
℃时。相边界的走向。明确了随着的增加,在和中的
溶解度都降低,在和。,之间的分配比大于,即主要分配在相
中。这表明三元系固溶体溶解度间隙呈发散状,可以由侧连
续过渡到侧。
研究还确定了低侧固溶体溶解度隙在℃以上仍然存在。这时随
着的增加,在。。中的溶解度降低而在中的溶解度增加,在和。,中
的分配比仍明显大于这表明的添加提高了二元固溶体溶解
度间隙的存在温度。实验研究结果表明系固溶体溶解度间隙在整个
空间应该呈“隧道形”的发散状,与热力学计算结果一致,而不是根据早期实验
所认识的呈“钟罩形”的收敛状。
通过热力学计算,获得了对系。固溶体溶解度间隙完整形状的正
确认识。明确了其形状应该是从侧连续过渡到侧的隧道形,而不是
此前所认为的钟罩形。计算结果得到了实验数据的有力支持。
热力学解析和计算表明,利用数据的系固溶体热力学参
数能很好地再现溶解度间隙的全貌而热力学参数中由于引入了过大
的三元相互作用系数,不能正确再现固溶体的溶解度间隙而出现与实验不符
的玫瑰形溶解度间隙,与低侧在℃之间边界走向不一致。
正是这个为模拟高温相平衡而引入的三元相互作用参数在三元系中造
成了一个温度与成分范围很宽的固溶体溶解度间隙岛。
东北大学博士学位论文摘要
无论采用数据还是热力学参数进行计算都表明,在
二元系富角处存在亚稳的固溶体溶解度间隙,其顶点温度在℃左右,
对应的含量大约为
在℃之间测定相平衡成分时发现,在时目中的固溶度随着
。含量的增加而增加,群份明显大于即主要分配在相中。在℃以下
仅存在币的相平衡关系,此时的加入增加了在。相中的固溶度。
利用扩散偶在和平衡处理后进行电子探针微区成
分测定的浓度分布曲线,用法分析了添加对固溶体中扩散
行为的影响,首次定量地确定了添加少量对高含量固溶体中的互扩散
系数有明显降低的作用。此外,随着浓度的提高,固溶体中的互扩
散系数也明显增加。
退火后的合金由和三相组成,经冷变形
和重新加热之后,亚稳的相向相转变。这一转变引起了的异常细化,
而且细化相的数量及区域分别随着温度的升高而增加和扩大。另一方面,产
生相细化的前提是在合金中形成粒状的相及引入冷塑性变形。
关键词三元系,相图,固溶体,溶解度间隙,扩散偶一电子探针法,
相平衡成分,热力学计算,法,互扩散系数,亚稳相转变,异常
细化
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声明
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工作过的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明并表
示谢意。
本人签名乍冬斗
日期
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学位论文作者签名扮少平导师签名
签字日期签字日期夕。
东北大学博士学位论文第一章绪论
第一章绪论
近几十一年来,铝合金作为主要的结构材料之一,其主要发展方向是研发高强
度、高韧性及高耐蚀性的新型材料,以满足航空航天和民用汽车、建筑等的
需要,而且这一趋势近年来在逐渐强化。合金系有广泛的重要性,
首先二元系是实用铝合金的最重要基础系统。在中的固溶度随着温
度的升高而逐渐增加,在固态中的最大固溶度可达,因此是铝
合金中固