V元素对Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr合金热裂性能的影响

Al-Cu合金结晶范围宽,树枝晶发达,热裂倾向严重。通过添加不同含量的V元素,研究了Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-x V(x=0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25)合金热裂倾向及组织特征。结果显示,未添加V元素时,合金晶粒形态主要是粗大树枝晶;随着V元素加入,合金的晶粒逐渐变得细小;当V元素添加量为0.2%时,合金组织变得均匀,晶粒呈近等轴晶形态;继续添加V元素合金组织出现粗化现象。对于Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-x V合金,其热裂敏感系数HSC与合金晶粒尺寸变化规律一致。未添加V元素时,晶间低熔点相数量少,不能形成足够多的液膜,合金的热裂倾向最高,热裂敏感系数为1.64;当V元素加入量为0.2%时,合金晶粒间的低熔点相明显增多,在晶间形成大量液膜,合金的热裂倾向最低,热裂敏感系数为1.05。对于Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-x V合金的热裂抗性,最优的V元素加入量为0.2%。添加V元素对合金的影响主要有两方面:一是细化晶粒;二是促进晶间低熔点相形成,形成液膜,提高合金抗热裂性。