《铝加工》2010年第4期总第195期

只是晶界仍存在少量元素分布偏聚。

学术综论

铸锭经495℃/24h均匀化处理后，合金元素扩散，枝晶偏析消除，从晶界至晶内的分布也趋于平稳，

20μm

（a）铸态

图52024

合金的线扫描分析曲线

（b）均匀化态

20μm

2.5均匀化前后合金的XRD物相组织

图6所示为2024合金铸态和均匀化态的XRD

谱，2024铸态铝合金主要由α（Al）、S（Al2CuMg）和θ（Al2Cu）平衡相组成。合金铸锭经495℃/24h均匀

（Al2Cu）相完全回溶到α（Al）基体中，S化处理后，θ

（Al2CuMg）相也基本回溶，经515℃/24h均匀化处理后，θ（Al2Cu）相和S（Al2CuMg）相完全回溶。

验结果与以上研究相符。因此，研究2024铝合金的均匀化动力学，只需研究其相邻枝晶间主要元

素Cu、Mg和Mn的扩散规律即可。

SHEWMAN[16]认为，均匀化过程中合金元素的分布状态可用余弦函数的傅氏级数分量逼近，表达式为：

軍+Acos2πx!!!!!!!!!（1C（x）=C）

A=1Δc0!!!!!!!!!!!!（2）

式中：L为枝晶间距；Δc0为晶界与晶内元素含量差；为完全均匀化后合金元素平均含量；x为元素所在处与晶界的距离。

式（2）逼近的分布状态的每一个基波分量均随加热时间按一定速度独立衰减，基波衰减函数可描述为：

2

12πx4πC（x，t）=c+Δc0cos（exp（-Dt）（3）式中：D为合金元素在基体中的扩散系数；t为时间。

式（3）所示的余弦分布衰减规律可由衰减函数表示：

2

C（x，t）=1Δc0exp（-4πDt）!!!!!（4）

在均匀化热处理过程中，当合金元素浓度差衰减到Δc0时，认为均匀化结束，则有：

1002

2Δc=Δcexp（-Dt）!!!（5）00

10022L2

图62024合金铸锭均匀化前后的XRD谱

3均匀化动力学分析

15、16]

研究表明[2、：在具有严重偏析的铸态组织中，固溶体内部的合金元素含量比枝晶部分的含量低很多，各合金组元的浓度沿枝晶间分布基本呈

周期性变化，研究合金组元在均匀化过程中的变化规律，只需研究相邻枝晶间合金组元的扩散规律即可。由前面的图5（a）可以看出，2024合金中主要元素Cu、Mg和Mn沿枝晶间呈周期性变化，本实·12·