強(qiáng)磁場作用下鋁銅合金的擴(kuò)散及時效析出行為.pdf

1、極端條件在科學(xué)研究中一直具有重要的學(xué)術(shù)價值。強(qiáng)磁場可以改變一個系統(tǒng)的物理狀態(tài)(粒子的運(yùn)動和能量量子化)，而使其引起科研工作者的濃厚興趣。本文以鋁-銅擴(kuò)散偶和Al-4﹪Cu合金時效析出過程為研究對象，探討了強(qiáng)磁場作用下鋁銅擴(kuò)散偶的原子擴(kuò)散與合金時效析出的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能及強(qiáng)磁場作用機(jī)理等問題。 文中利用金相顯微鏡、電子探針、透射電鏡和X射線衍射儀等手段研究了強(qiáng)磁場對組織性能和原子擴(kuò)散的影響。研究結(jié)果表明：強(qiáng)磁場作用改變了Cu(A

2、l)原子的擴(kuò)散速度。對于鋁-銅擴(kuò)散偶而言，在溫度和時間相同的條件下，當(dāng)擴(kuò)散方向與磁場方向垂直時，施加強(qiáng)磁場后原子的擴(kuò)散距離增加近10倍；當(dāng)擴(kuò)散方向與磁場方向平行時，原子的擴(kuò)散速度幾乎沒有變化。研究表明：強(qiáng)磁場使α-Al晶界附近Cu原子偏聚區(qū)明顯加寬，出現(xiàn)清晰的“富Cu臺階”，而相同條件下沒有施加強(qiáng)磁場作用時，晶界附近沒有富Cu偏聚區(qū)。研究還發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場作用使Al-4﹪Cu合金時效析出組織具有明顯的旋轉(zhuǎn)取向和聚集效應(yīng)，隨著磁場強(qiáng)度的增大，這

3、種旋轉(zhuǎn)取向和聚集效應(yīng)增強(qiáng)，聚集的條狀析出相呈黑，長形態(tài)。當(dāng)施加10T強(qiáng)磁場后，析出相大多聚集成串，而且基本上在兩個方向平行排列，且兩個方向近乎垂直，此外，在薄區(qū)邊緣聚集了很多的析出相。無磁場時，析出相呈彌散分布且基本上無聚集成串現(xiàn)象，也無方向性；與無磁場時相比，同樣溫度和時間條件下，強(qiáng)磁場細(xì)化了析出相組織。從強(qiáng)磁場對合金的力學(xué)性能影響來看,施加強(qiáng)磁場后合金硬度都有明顯的提高。在完全析出穩(wěn)定相前，由于Cu原子的擴(kuò)散速度加快,使合金硬化相G