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目前人们对凝固理论的研究大多集中于以二元铝合金为材料的定向凝固,对于三元或多元铝合金定向凝固少有人触及。本文将配好的原材料装入真空熔炼炉,等到充分溶解后,浇注到石墨管中熔炼成φ20×200mm的圆棒试样。在温度梯度5K/mm下,运用不同的下拉速度1、5、10、20、25和35mm/min在真空定向凝固炉中对Al-13.6Cu-6Si三元合金进行定向凝固实验,并通过对定向凝固试样的横纵截面进行金相组织观察,研究下拉速率对凝固组织的影响。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察组织,并利用扫描电子显微镜观察了深腐蚀后组织的立体形貌,分析其共晶生长机制。通过硬度测试方法,研究了一定温度梯度下,下拉速度对定向凝固Al-13.6Cu-6Si合金力学性能的影响,利用Origin7.5软件拟合确定显微硬度和凝固参数之间的关系。结果表明,Al-13.6Cu-6Si三元合金定向凝固后获得了同一方向(即热流的反方向)生长的组织。定向凝固棒中间部分组织较为均匀,定向特征更为明显,凝固过程更为稳定。通过X射线衍射和光学显微镜分析表明合金由α-Al相、θ-Al2Cu相和β-Si相三相组成。下拉速度较小时Al-13.6Cu-6Si三元合金组织由(α-Al+θ-Al2Cu)二相共晶和(α-Al+β-Si+θ-Al2Cu)三元共晶组成,而当速度增大到5mm/min及以上时,Al-13.6Cu-6Si三元合金组织中出现初生θ-Al2Cu相。(α-Al+β-Si+θ-Al2Cu)三元共晶胞分布在(α-Al+θ-Al2Cu)二元共晶胞当中,使二元共晶胞分开成相对独立的片层“岛屿”。在相同温度梯度时,随着下拉速率的增加,凝固组织排列均匀度、有序度增加,组织由胞状晶向柱状晶转变,且组织越来越细密,Al-13.6Cu-6Si合金的硬度值由88HV增加到200HV。