Cu含量对Al-Cu合金定向凝固组织及一次枝晶间距影响

　定向凝固技术是在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和未凝固熔体中建立起沿特定方向的温度梯度，利用晶体的生长方向与热流方向平行且相反的自然规律，使熔融合金沿着与热流方向相反的方向，按照要求的结晶取向进行凝固的铸造工艺。当金属在凝固时，其主要以树枝晶的形式生长，树枝晶的大小与微观组织形貌对金属的性能影响很大。枝晶间距的大小对凝固金属组织中是否存在显微偏析、夹杂、裂纹及缩松等缺陷有着紧密的关系。而金属一次枝晶间距将对合金微观组织中间相、溶质和共晶相等的分布产生重要影响，通过研究一次枝晶间距的形成机制及其和凝固参数的相互关系，可实现对合金凝固组织形貌进行相应的预测和控制。

　　本实验选用Al-Cu合金，在相同的温度梯度G(8.0×10-3K/μm)和抽拉速率V下，进行定向凝固试验。通过改变Al-Cu合金中Cu的含量，研究了Cu对Al-Cu合金微观组织及一次枝晶间距λ1的影响。

　　在Al-Cu合金中，当铜含量较低时(＜3.00%)，适当增加铜能促进合金枝晶生长的规整性。在铜含量较低时，Al-Cu合金定向凝固组织并不明显；随着含铜量的增加，能看到细小的一次枝晶组织，一次枝干呈平行生长趋势，且枝干间距较均匀，二次枝晶呈点状分布在一次枝干上。当Al-Cu合金中铜含量从1.77%增加到3.00%时，一次枝晶间距呈逐渐增大的趋势，但枝晶间距增加幅度较小。当铜含量较小时，试样铜含量对枝晶间距的影响不明显。