电脉冲作用下铝铜合金铸造织构转变及其对耐蚀性的影响

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1、辽宁工业大学硕士学位论文电脉冲作用下铝铜合金铸造织构转变及其对耐蚀性的影响专业:冶金物理化学研究生:李扬指导教师:齐锦刚教授辽宁工业大学材料科学与工程学院二〇一五年三月MasterThesisTheCastingTextureTransformationforAl-CualloyModifiedbyElectricPulseandItsEffectontheCorrosionResistanceSpeciality:PhysicsalChemistryofMetallurgyCandidate:LIYangSupervisor:ProfessorQIJin-gangLiaon

2、ingUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要Al-Cu合金以其铸态下优良的耐热性，及良好的机械性能与工艺性能在生产中广泛应用。但其存在晶间耐蚀性较差的缺点，会使金属的物理性能急剧下降，造成严重的安全隐患。因此，研究电脉冲作用下Al-Cu合金铸造织构的转变机理及其对耐蚀性的影响，揭示其作用本质，对于该类材料的使用以及提高材料的性能有着极为重要的意义。本文以Al-5%Cu合金为研究对象，分别进行熔体电脉冲处理和液固两相区电脉冲处理，观察和分析合金的宏观组织，使用X-射线衍射仪检测其织构，研究电脉冲对其铸态织构的影

3、响，最后采用电化学工作站检测其耐蚀性，通过铸态织构的变化探讨熔体电脉冲处理对耐蚀性的间接影响。通过分析实验现象，解释了脉冲电磁场和温度场对柱状晶生长的影响机理。实验结果表明，（1）熔体电脉冲处理时，随着脉冲电压的升高，宏观组织内柱状晶的出现与否具有周期性；随着脉冲频率的增大，柱状晶区域逐渐减小，当频率为15Hz时，柱状晶消失，试样组织中全部为细小的等轴晶。（2）液固两相区电脉冲处理主要有两方面影响：一方面会使表层晶粒平整；另一方面，电脉冲会缩小柱状晶区，并降低内部等轴晶的尺度。（3）熔体电脉冲处理会对Al-5%Cu合金的铸造织构产生重要影响，在温度场与脉冲电磁场的耦合作用下，

4、常温金属型冷却条件下，电脉冲对柱状晶生长的抑制效果显著，而500℃条件下，其抑制效果消失。整体来看，随着温度场的减弱，织构的总体积分数逐渐减小。（4）电脉冲对Al-5%Cu合金耐蚀性的影响显著，通过改善Cu原子的偏析，显著改善合金的耐蚀性；随着温度场作用的减弱，电脉冲对合金耐蚀性的改善效果逐渐增强。关键词：电脉冲处理；铝铜合金；柱状晶生长；铸造织构；耐蚀性IAbstractThecastingAl-Cualloyhasawideapplicationinproductionforitsgoodheatresistant,mechanicalpropertiesandproce

5、ssperformanceintheas-castcondition.Butitsintergranularcorrosionresistanceissopoorwhichwillmakethephysicalpropertiesofmetaldecreasessharply,causingserioussecurityhiddendanger.Therefore,it’sverysignificantfortheuseandtheimprovementoftheperformanceofthismaterialtostudyonthetransitionmechanismo

6、fAl-Cualloycastingtextureundertheelectricalpulsemodification(EP,EPM)anditsinfluenceoncorrosionresistance,aswellasrevealitsessentialfunction.Inthispaper,Al-5%Cualloyisusedasexperimentalsamples,whichweremodifiedrespectivelybyelectricpulseinmeltandmushyzone.Andthenthemacrostructureofthisalloyw

7、asobservedanditstexturepolarizationwasalsotestedbyXRDtostudytheeffectofelectricpulseonitstexture.Finally,itscorrosionresistancewastestedbytheelectronchemicalworkstationtoinvestigatetheindirecteffectofelectricpulseoncorrosionresistancebychangingthetexture