鋁青銅具有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性能，已在水暖、機(jī)械和電氣等方面得到廣泛的應(yīng)用。由于鋁青銅在一定的溫度下能發(fā)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(shì)必造成零件因表面局部過熱而發(fā)生相變，從而影響其的物理及力學(xué)性能。因此，弄清鋁青銅的相變過程對(duì)控制該合金的顯微組織，以及預(yù)防合金的性能發(fā)生改變有著重要的理論與實(shí)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(guān)于變形對(duì)鋁青銅中的相變影響的研究報(bào)道較少。為此，本文采用dsc法測(cè)試了鋁青銅組織中α+γ2→ß相變溫度、相變時(shí)間及相變激活能，并探討了變形對(duì)其相變參數(shù)的影響。1試驗(yàn)材料與方法實(shí)驗(yàn)材料為鋁青銅，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),w%)為：87.62cu，11.81al，0.16bi，0.41其余。試驗(yàn)材料在真空中頻感應(yīng)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(yàn)機(jī)進(jìn)行冷壓變形，其變形量80%。用sta449c熱分析儀對(duì)未變形和80%變形樣品進(jìn)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(jù)dsc曲線圖測(cè)試鋁青銅組織中α+γ2→ß相變溫度和相變時(shí)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l(fā)ogb─t-1關(guān)系圖，由最小二乘法得到二直線的斜率，由此計(jì)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(shù)，t為溫度，r為氣體常數(shù)，a為頻率因子，xi為合金相變的體積分?jǐn)?shù))，xi由下式計(jì)算：xi= si / s，其中：si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(jié)束時(shí)dsc曲線上吸熱峰總面積。當(dāng)x為常數(shù)時(shí)，logae[rf(x)]-1為常數(shù)。2試驗(yàn)結(jié)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(shí)，在曲線上有一個(gè)吸熱峰。結(jié)合文獻(xiàn)[7]經(jīng)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(shí)間，以5℃/min的速度升溫為例，其起始相變溫度和相變時(shí)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(zhuǎn)變。根據(jù)dsc曲線可得到鋁青銅中α(cu)+γ2(al4cu9)→ß(alcu3)的轉(zhuǎn)變的起始溫度、峰值溫度、結(jié)束溫度以及相變時(shí)間，其結(jié)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(jié)束溫度(℃)未變形 80%變形5561.1 560.01572.50 571.48586.51 584.42 10562.12 561.27575.14 574.21593.75 591.16 20563.06 562.12579.52 578.61598.80 596.45

　　表2不同條件下α(cu)+γ2(al4cu9)→ß(alcu3)相變時(shí)間(s)試樣狀態(tài)

　　升溫速率(℃/min)

　　5 10 20未變形304.9187.8107.280%變形292.9179.3102.92.2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?jǐn)?shù)為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)溫度值(見表3)。根據(jù)表1和表3數(shù)據(jù)作出不同升溫速率下相變峰值時(shí)ln(b.t-2)─t-1和相變體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)溫度的logb─t-1關(guān)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(guān)系。表3不同條件下相變體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)溫度值(℃)試樣狀態(tài)

　　升溫速率(℃/min)

　　5 10 20未變形572.79575.59579.4380%變形571.5574.85578.52由公式(1)分別計(jì)算出未變形與80%變形鋁青銅中α+γ2→ß相變表觀激活能分別為1145.75kj/mol和1127.70kj/mol；由公式(2)分別計(jì)算出未變形與80%變形鋁青銅中α(cu)+γ2(al4cu9)→ß(alcu3)相變體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)的相變激活能分別為1180.31kj/mol和1121.55kj/mol?？梢钥闯?，變形能降低鋁青銅中α(cu)+γ2(al4cu9)→ß(alcu3)相變激活能，這意味著變形能減少了α(cu)+γ2(al4cu9)→ß(alcu3)相變所消耗的能壘，使相變進(jìn)行的更容易。鋁青銅組織中α+γ2→ß的相變屬于成核、生長(zhǎng)型一類的相變，是通過原子的擴(kuò)散方式進(jìn)行的。鋁青銅組織中空位及位錯(cuò)等缺陷越多，cu和al原子的擴(kuò)散通道越多，且原子在擴(kuò)散過程中的阻力越小，越利于相變的進(jìn)行。由金相觀察(圖4)可以看出，鋁青銅經(jīng)80%變形后組織中組成相呈條狀分布，同時(shí)，變形能增加鋁青銅組織中的空位、位錯(cuò)等缺陷[8]，致使原子擴(kuò)散容易，其結(jié)果促進(jìn)了相變。3結(jié)論鋁青銅以5℃/min升溫時(shí)，α+γ2→ß相變開始溫度為726.74℃，相變時(shí)間為304.9s，相變表觀激活能為1145.75kj/mol；當(dāng)鋁青銅經(jīng)80%變形后，相變開始溫度、相變時(shí)間及相變表觀激活能分別降低1.09℃、12s和18.05kj/mol。變形有利于鋁青銅中α+γ2→ß相變的進(jìn)行。參考文獻(xiàn)[1]姚可夫,錢濱石,劉莊.應(yīng)力對(duì)珠光體相變動(dòng)力學(xué)及相變塑性的影響[j].材料熱處理學(xué)報(bào), 2002, 23(4):1-5.[2]戚正風(fēng).金屬熱處理原理[m].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1987,21.[3]張斌,張鴻冰.形變奧氏體→鐵素體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)研究[j].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 37(12):1831-1834.[4]劉春成,姚可夫,高國(guó)峰.應(yīng)力應(yīng)變對(duì)馬氏體相變動(dòng)力學(xué)和相變塑性影響的研究[j].金屬學(xué)報(bào),1999,35(11):1125-1129.[5] liu jianhua, li wei, chen yan. effects of zr on crystallization kinetics of pr-fe-b amorphous alloys[j]. trans. nonferrous met. soc. china, 2002,12(3):466-469[6] zeng xianwen. transformation kinetics of pearlite to austenite in low alloy steel containing re[j].journal of rare earths, 2005,23(suppl):434-436.[7]王祝堂.銅合金及其加工手冊(cè)[m].長(zhǎng)沙,中南大學(xué)出版社, 2002.5.