ZA27合金晶体形貌、结构的研究

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1、硕十学位论文曼曼曼曼皇鼍i一]ii]1]皇曼皇曼!皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼摘要羽毛状晶是完全不同于常见柱状晶与树枝晶的一种异常晶粒。对于羽毛状晶生成条件及空间形貌的研究，不仅会极大地丰富金属的凝固理论和晶体的生长理论，具有重要的理论价值，而且对消除该晶体，获得细小等轴晶，提高材料力学性能，具有重要的应用价值。本文对Zn．A1系合金中出现的羽毛状晶展开研究，分析了铸造工艺参数及Si、P元素对ZA27合金微观组织的影响，研究了ZA27合金中羽毛状晶的形成条件、空间形貌。结果表明：浇注温度、铸型激冷

2、能力、试样尺寸对ZA27合金中初生cc．A1的晶体形貌具有很大影响，其中浇注温度的影响最大。在较高的浇注温度(大于650℃)时，极易形成羽毛状晶。而且铸型激冷能力越大、尺寸锭料越小，越易形成羽毛状晶。试样的边缘处比中心处更容易形成羽毛状晶。这些不同的工艺参数，都反映了温度梯度在凝固中的作用：温度梯度越大，越容易形成羽毛状晶。Si元素的加入减弱了羽毛状晶的形成，并随着Si含量的增大，其影响越来越大。初生Si作为先析出相悬浮在液相中，限制枝晶的生长。而经P变质后，因初生Si颗粒变小，对枝晶生长的阻碍作用减弱

3、，羽毛状晶倾向加强。在同一浇注温度下，羽毛状晶形成的倾向由强到弱的顺序为：ZA27>ZA27．Si．P>ZA27．Si。羽毛状晶在二维的金相上表现为长径比很大的柱状树枝晶，而在空间形貌上，羽毛状晶是一种非常发达的树枝晶，整体呈三维结构，枝晶朝多个方向生长；局部并排生长。羽毛状晶由主干和六个二次枝晶组成，其生长方向均为<110>方向。孪晶主干在(111)孪晶面内沿着<110>方向生长，一对二次枝晶位于孪晶面(111)上且对称生长，与主轴呈600夹角。在孪晶面的两侧，一对二次枝晶臂与主轴呈600夹角，关于孪

4、晶面对称生长且与孪晶面夹角为70．50。另外一对二次枝晶臂与主轴呈900夹角，关于孪晶面对称生长且与孪晶面夹角为54．70。羽毛状晶的形成是晶体学择优生长方向与外力综合作用的结果。另外，有时还会出现二维的羽毛状晶，它是羽毛状晶的一种特殊形态，由许多二维的层片有规律的排列而成。这是由于在生长过程中，其余的四个二次枝晶臂受到邻侧枝晶及空间的影响，逐渐演变为二维层片状。关键词：ZA27合金；羽毛状晶；晶体形貌；铸造工艺参数，合金元素ZA27合金的晶体形貌、结构的研究AbstractFeatherydendri

5、teisallunusualgrainanditiscompletelydifferentfromthecommoncolumnarcrystalanddendrite．Itwillnotonlygreatlyenrichthetheoriesofmetalsolidificationandcrystalgrowth，butalsohasgreatsignificanceforeliminatingthefeatherygrainsandobtainingfinegrains．Inthisthesis，

6、theformationconditionsandmorphologiesofthefeatherycrystalsinZA27alloywerestudiedbyanalyzingtheeffectsofcastingparametersandSiandPelementsonthemicrostructures．Theresultsareshownasfollowings：Thepouringtemperature，chilledabilityandcastingingotsizehavelargee

7、ffectsonthemorphologiesofa．A1grainsintheZn-A1alloy．ItWasfoundthatpouringtemperaturehasgreatesteffect．ThefeatherydendriteswereeasytoformwhenthepouringtemperatureWaSatorabove650。C．Thegreaterthechilledabilityandthesmallertheingotsize，theeasierthefeatherycry

8、stalformation．Inaddition，featherydendritesintheedgeofthecastspecimenwereeasiertoforthanthoseinthecenter．Althoughtheprocessparametersweredifferent，allofthethemreflectedtheroleoftemperaturegradientduringsolidification：thegre