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關鍵字： 鋁青銅； 相變； 變形 摘　要： 本文采用DSC法研究不同狀態下鋁青銅組織中α+γ2→ß相變的相變動力學，并探討變形對α+γ2→ß相變的影響。結果表明：變形能降低該合金中α+γ2→ß 相變溫度和相變激活能，縮短相變時間，其結果加速該合金中的α+γ2→ß的相變的過程.鋁青銅具有較高的強度和優良的導電性、導熱性能，已在水暖、機械和電氣等方面得到廣泛的應用

鋁青銅具有較高的強度和優良的導電性、導熱性能，已在水暖、機械和電氣等方面得到廣泛的應用。由于鋁青銅在一定的溫度下能發生相變，而一些鋁青銅制作的零件常常在一定溫度下服役，這勢必造成零件因表面局部過熱而發生相變，從而影響其的物理及力學性能。因此，弄清鋁青銅的相變過程對控制該合金的顯微組織，以及預防合金的性能發生改變有著重要的理論與實際意義^[1-4]。由于一些鋁青銅制備的零件是在一定的變形條件下服役的，而關于變形對鋁青銅中的相變影響的研究報道較少。為此，本文采用DSC法測試了鋁青銅組織中α+γ₂→ß相變溫度、相變時間及相變激活能，并探討了變形對其相變參數的影響。

1試驗材料與方法

實驗材料為鋁青銅，其化學成分（質量分數,W%）為：87.62Cu，11.81Al，0.16Bi，0.41其余。試驗材料在真空中頻感應爐中熔煉，然后在石墨模中澆注成棒料。將試樣在WE-60萬能材料試驗機進行冷壓變形，其變形量80%。用STA449C熱分析儀對未變形和80%變形樣品進行熱分析（DSC），其加熱溫度為800℃，升溫速率分別為5℃/min、10℃/min和20℃/min。根據DSC曲線圖測試鋁青銅組織中α+γ₂→ß相變溫度和相變時間。用kissinger^[5]方程：ln(B.T^-2)=-Ec(R.T)^-1+constant ^{—————————————}（1）

和Deloy小澤大夫方程^[6] logB= logAE[RF(x)]^-1-2.315-04567Ex (R.T)^{-1  —————————————}（2）

分別作ln(B.T^-2)─T^-1及logB ─T^-1關系圖，由最小二乘法得到二直線的斜率，由此計算出合金相變表觀激活能Ec及合金相變階段激活能Ex。式中：B為升溫速度，F(x)為相變函數， T為溫度，R為氣體常數，A為頻率因子，X_i為合金相變的體積分數），X_i由下式計算：X_i= S_i / S，其中：S_i為相變相從相變開始到相變某一溫度下的DSC曲線上吸熱峰面積，S為相變相從相變開始到相變結束時DSC曲線上吸熱峰總面積。當X為常數時，logAE[RF(x)]^-1為常數。

2試驗結果與分析          

2.1 恒速升溫相變

 從恒速升溫速率的DSC曲線可以看出，該合金以升溫速度5℃/min、10℃/min、20℃/min時，在曲線上有一個吸熱峰。結合文獻[7]經分析可知，DSC曲線上的吸熱峰是由于該合金組織中α+γ₂→ß所致，其中α為Cu相，γ₂為Al₄Cu₉，ß為AlCu₃。由DSC曲線（圖1）還可以看出，變形能降低相變溫度，縮短相變時間，以5℃/min的速度升溫為例，其起始相變溫度和相變時間分別減少了1.09℃和12S，這說明變形能加速了鋁青銅中α+γ₂→ß的轉變。

根據DSC曲線可得到鋁青銅中α(Cu)+γ₂(Al₄Cu₉)→ß(AlCu₃)的轉變的起始溫度、峰值溫度、結束溫度以及相變時間，其結果分別示于表1和表2。

表1不同升溫速率下的α(Cu)+γ₂(Al₄Cu₉)→ß(AlCu₃)的相變溫度

升溫速率

(℃/min)

起始溫度(℃)

未變形       80%變形

峰值溫度(℃)

未變形       80%變形

結束溫度(℃)

未變形       80%變形

5

561.1        560.01

572.50      571.48

586.51      584.42              

10

562.12       561.27

575.14      574.21

593.75      591.16           

20

563.06       562.12

579.52      578.61

598.80      596.45               

表2 不同條件下α(Cu)+γ₂(Al₄Cu₉)→ß(AlCu₃)相變時間(S)

試樣狀態

             升溫速率(℃/min)

      5             10           20

未變形

304.9

187.8

107.2

80%變形

292.9

179.3

102.9

2.2相變激活能

由DSC曲線可獲得到不同條件下鋁青銅組織中α(Cu)+γ₂(Al₄Cu₉)→ß(AlCu₃)相變體積分數為50%時所對應溫度值（見表3）。根據表1和表3數據作出不同升溫速率下相變峰值時ln（B.T^-2）─T^-1和相變體積分數為50%時所對應溫度的logB ─T^-1關系曲線圖2和圖3，可見ln（B.T^-2）─ T^-1和logB ─T^-1基本呈直線關系。

表3 不同條件下相變體積分數為50%時所對應溫度值（℃）

試樣狀態

      &

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