Al-Cu合金薄壁特征件枝晶生长同步辐射成像

张敏¹，孙会²，陆树生¹，邹凯³，刘涛¹，李发国¹，戴飞³，张佼¹

1. 上海交通大学材料科学与工程学院2. 上海电机学院机械学院3. 河南中孚实业股份有限公司

摘 要：利用同步辐射X射线成像技术研究了Al-20%Cu合金壁厚为2mm和5mm的薄壁特征件枝晶生长演化过程。结果表明:不同厚度薄壁特征件的枝晶生长模式不同。2mm薄壁件的枝晶生长先于两侧形核,并迅速向中心生长,枝晶臂搭接形成毛细网络;5mm薄壁件的枝晶生长由两侧和底部同时形核,侧壁枝晶向中心生长,底部枝晶在上浮过程中长大,中心区存在大面积等轴晶区域。对共晶前沿移动轨迹跟踪发现:2mm薄壁件凝固速度快,厚度方向温度梯度小,共晶前沿以直线向前推进;5mm薄壁件侧壁凝固速度比中心区快,温度场不均匀,共晶前沿按凹形曲线向前生长。壁厚小于2mm时,枝晶网络形成后的毛细作用是影响铸件充型能力的主要因素。提高浇注温度、增加冒口、补液、补缩等方法难以有效改善铸件质量,应考虑采用快速浇铸、压力铸造的工艺方法来减少薄壁内缩松组织的出现。

关键词：同步辐射;铝铜合金;薄壁特征件;共晶前沿;