Al-Ni-La合金熔體結構演變規(guī)律及其對凝固組織的影響.pdf

1、本實驗通過電阻率實驗、液態(tài)XRD測試以及黏度實驗對Al-Ni-La合金熔體結構及其隨溫度和成分的變化規(guī)律進行了研究，探討了溫度誘導的結構轉變現(xiàn)象;通過單輥旋淬設備在不同熔體狀態(tài)下制備出Al-Ni-La快凝合金和非晶合金，通過XRD、SEM、DSC、電化學腐蝕和硬度測試分析表征了這些合金的結構和性能，探討熔體結構對凝固組織的影響并從快凝合金和非晶合金角度來反映熔體結構及其變化。
　　在四次升降溫過程中，Al100-xNix(x=0，

2、2，2.7，5)合金和Al100-xLax(x=2，3，5)合金熔體電阻率隨著溫度的升高而升高，它們的溫-阻曲線都先后呈現(xiàn)出線性和非線性變化，該變化的溫度轉折點隨著成分中Ni含量和La含量的增加而增大，Al-Ni合金為850～950℃之間，Al-La合金為880～960℃之間。Al-Ni合金熔體結構中出現(xiàn)了一些可逆的結構變化和不可逆的結構變化，降溫過程中的電阻率比升溫過程高;而Al-La合金中升降溫過程的電阻率沒有明顯差異，也沒有觀測到

3、不可逆的結構轉變現(xiàn)象。此外，Al-Ni合金和Al-La合金的電阻率都隨著各自成分中Ni含量和La含量的增加而變大，該變化關系同樣是非線性的。
　　在熔體過熱處理至800℃銅輥轉速2500rpm條件下，制備的Al100-xNix(x=2，2.7，5)快凝合金和Al100-xLax(x=2，3，5)快凝合金中即含有非晶結構。熔體處理改善了Al-Ni合金和Al-La合金的結構，提高了它們的耐腐蝕性和硬度。該合金各性能的隨制備溫度的升高而

4、增強，且它們隨溫度的變化呈現(xiàn)出非線性的關系，分別在在850～950℃和880～980℃之間有明顯的變化，驗證了熔體電阻率實驗的結論。
　　在熔體溫度1020℃銅輥轉速2000rpm條件下即可制備得到Al84Ni10La6非晶合金，其結構均勻而致密。熔體過熱處理改善了非晶合金的結構，提高了其非晶形成能力、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和硬度。非晶合金性能的隨制備溫度的變化呈非線性的關系，在1220℃～1280℃之間有明顯的增加，反映了該體系熔體

5、結構隨溫度的變化也是非線性的，某種液液結構轉變在該溫度區(qū)間內發(fā)生。
　　Al-Ni-La合金的結構從晶體狀態(tài)、非晶狀態(tài)到熔體狀態(tài)其無序度依次增加，它們的結構參數(shù)最近鄰原子距離和配位數(shù)也逐漸變大。該體系非晶結構與熔體結構是很近似的，而在熔點附近晶體結構和熔體結構也是相似的。本實驗在104～105K/S冷卻速率下將不同狀態(tài)合金熔體的部分特征迅速“凍結”在固態(tài)組織中，以從快凝合金和非晶合金的角度來探究相應的熔體結構，實驗證明該方法是可行

6、的。
　　本實驗根據(jù)XRD實驗測試并計算得到Al-Ni合金熔體的結構因子和徑向分布函數(shù)，進一步計算了其在選取溫度下的最近鄰原子間距、配位數(shù)和相關半徑等參數(shù)的值。同時，基于該實驗得到的結構因子和雙體分布函數(shù)，本實驗根據(jù)Faber-Ziman理論和Born-Green理論，分別采用近自由電子近似和贗勢以及L-J勢等結構模型計算了Al-Ni合金的電阻率和黏度，理論值與實驗值有一定差別，整體趨勢符合較好。
　　Al-Ni-La體系合