热差分析在铝合金检测检验中的应用论文_宋玉珠,蒲玉香

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摘要:本文经过重复实验,剖析总结出DSC1型差示扫描量热仪在在铝合金出产检测中运用规模。可进行过烧.温度的测定、共晶量相对值的测定、熔点的测定、氧化程度的判定。根本满意了现有出产和新产品研讨的需求。。

关键词:铝合金;热差分析;过烧

1实验进程和内容

1.1实验用料

挑选可热处理强化铝合金资料。实验仪器DSC1型差示扫描量热仪。

1.2实验内容

1.2.1熔点的测定

熔点是物质从晶相到液相的改变温度,是热剖析最常测定的物性数据之一。要想得到牢靠的熔点数据首先要精确断定固-液相改变吸热峰上的熔点温度的位置。由图1固体熔融DSC曲线可知,曲线上有四个点,即开始温度T l、外推开始温度T e、峰顶温度T m和停止温度T f均可作为熔点,但用T m的最多。世界热剖析协会(ICTA)标准化委员会根据美国标准局的试样成果推出的定论为外推开始温度Te与热力学平衡温度根本一致,并且T e值根本不受升温速率改变的影响。世界热剖析协会规定用T e代表熔点。图2为本实验运用的DSC1型差热仪所做出的高纯铝熔点DSC曲线,此曲线的外推开始点温度为659.96℃,与此高纯铝标准物质实践温度660.30℃相比为0.34℃,满意其精度要求。因而丈量熔点时选用外推开始温度。。

图1 固体熔融DSC曲线

图2 高纯Al熔点DSC曲线

比照运用DTA仪器测验熔化温度时,常选用的办法是:观察铝合金在加热进程中呈现吸热定温反响,但有的合金(如Al-Mn合金等)没有呈现定温反响,因而当持续加热到更高的温度时发生很多吸热,热差曲线向吸热方向很快移动,不再返回,这时试样现已熔化。开始很多吸热的反响点对应的温度便是试样开始熔化温度,即熔点。此种测验办法很简单使熔化的试样粘附着热电偶,简单损坏热电偶。

1.2.2过烧温度的测定

铝合金过烧是指低熔点共晶体的复熔,共晶体复熔要耗费熔化热,在差热剖析曲线上表现为定温吸热反响,某合金差热剖析曲线上的呈现有定温吸热反响,则差热剖析曲线上的共晶体复熔定温反响点在温度曲线上的投影的温度就是该合金的过烧温度。图3为2024铝合金铸态DSC原始数据图。图4为运用DAT测定2024合金铸锭过烧温度,升温速度为5℃/min,DTA灵敏度为1/5。。

由图3、图4数据剖析可知2024铝合金的过烧温度为505℃,根据铝合金相图可知2024合金归于Al-Cu-Mg系,此系合金在506.5℃发生α+CuAl 2+S(Al 2 CuMg)三元共晶复熔反响,因而506.5℃也就是此三元共晶过烧温度。DSC曲线较精确的反映此合金系的过烧温度。比照运用DAT测定2024合金过烧温度办法,经过差热剖析曲线上的共晶体复熔定温反响点在温度曲线上的投影的温度断定合金的过烧温度。因为升温速度的影响,复熔进程发生在必定的温度区间,因而选用外推法测得静态温度为平衡共晶温度,测得其过烧温度为507℃。此外推法所得数据由手艺丈量,丈量者不同丈量成果也千差万别,相对不精确。

1.2.3共晶量相对值的测定

DTA曲线与DSC曲线均归于微商型热剖析曲线。如图5。开始温度Ti,外推开始温度T e,峰温T p,停止温度T f表明。

热差剖析法测定铝合金共晶量是根据在相同的实验条件下取得的DTA曲线,其共晶体复熔始点到结尾的间隔或吸热峰与基线围住的面积近似同共晶量成正比。相同的实验条件下,如试样巨细(分量)相同,炉子升温速度、DTA灵敏度等都要相同。例如LD10合金Φ40 mm棒材不同淬火温度实验,见图6。因其所围住的面积不易核算,所以选取高h做参考值,随淬火温度进步h值削减,其固溶程度愈好。测得共晶量多少是在相同条件下比照剖析,其意图是看其固溶的好坏,即相对测定其固溶程度,这在研讨均匀化温度对均匀化程度的影响,淬火温度对固溶程度的影响是很有用处的。然而在运用DSC仪器时其改变还能够经过核算机直接核算出来,简化了进程。图7为运用DSC丈量的2024合金不同状态下的曲线图,能够明晰看

出其固溶作用。

1.2.4氧化程度的判定

铝合金在高温时通常会发生外表剧烈氧化,.氧化是化学反响进程,并伴有化学热生成,在DTA.曲线上呈现氧化放热效应,氧化放热量与生成氧.化膜的量成份额,因而在相同实验条件下,比较氧.化放热峰的巨细,能够判定合金的氧化程度。见.图8镁合金DSC曲线图,在熔融前有个放热现象,.此放热现象即为镁合金氧化进程,图a试样质量。大于图b试样质量,即可见氧化放热现象有明显.差异。

2定论

运用DSC1型差示扫描量热仪在实验室条件下,可进行过烧温度的测定、共晶量相对值的测定、熔点的测定、氧化程度的判定。

正常实验条件挑选升温速度为10℃/min,选用实验温度50℃~650℃之间,运用空铝坩埚做参照物。

部分实验还需求进一步完善实验办法,例如作为物相剖析的手法一般选用X射线物相剖析,查索引卡片对物质的办法。关于复杂的物质如多种混合物的物相剖析则需求多种手法进行测定、剖析、判别,如光谱和化学的元素定性定量剖析。化放热峰的巨细,能够判定合金的氧化程度。。

参考文献

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[2]胡智敏.热差分析结合金相组织检验确定铝合金的过烧温度[J].轻合金加工技术,2010,38(1):49-52.

[3]王利华,石德全,李大勇.热分析技术在铸造生产质量检测上的应用(一)[J].热加工工艺,2009,38(21):99-101.

论文作者:宋玉珠,蒲玉香

论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期

论文发表时间:2018/2/26

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