周轶然,田 妮,张耀中,姜 旭,石 旭,赵 刚

(1.东北大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110819;2.东北大学 分析测试中心,辽宁 沈阳 110819;3.东北大学 材料各向异性与织构教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110819)

7475铝合金具有韧性好[1]、抗蚀性高[2]以及较强的超塑性[3],是航天航空领域广泛使用的轻质高强铝合金。该合金通常采用DC(Direct Chilling)铸造方法铸锭,再进一步借助挤压、轧制或锻造加工成铝材。由于DC铸造过程中冷却强烈,合金选分结晶造成铸锭中产生严重的微观偏析[4-5]。为了保证最终合金材料组织性能的均匀性,该微观偏析必须在后续加工热处理过程中消除[6-7]。为了精准调控后续加工热处理工艺,需要掌握DC铸造铝合金铸锭中合金元素微观偏析的特点和规律。

合金结晶过程溶质原子的有效分配系数ke与合金微观偏析的特点和规律密切相关,测定出合金的有效分配系数就基本能预测合金凝固过程中微观偏析(或枝晶偏析)的程度。目前测定溶质原子有效分配系数ke的方法主要是借助类似定向凝固或区熔的实验,采用微观[8-10]或宏观[11]成分分析,再利用公式计算出ke;或通过液淬保留宏观固液界面,直接测定其成分,然后采用外推法计算出ke[12]。也可通过测定实际铸锭微观区域内多点的成分,对数据进行统计排序,得出溶质成分与固相率之间关系,再计算出ke[13];或在少量实验数据基础上通过Thermal Calc软件的Schiel模块计算出ke[14]。然而,迄今鲜有通过直接测定实际合金铸锭中枝晶干内合金元素浓度变化来计算溶质原子的有效分配系数ke的研究报道。……