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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1380-1392页

作者： T.K.AKOPYAN T.A.SvIRIDOvA N.A.BELOv N.v.LETYAGIN a.v.korotitskiy National University of Science and Technology MISiS 4 Leninsky pr.Moscow 119049Russia

对三元Al-Ca-Cu合金体系中与铝固溶体平衡的(Al,Cu)_(4)Ca、Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)和Al_(8)CaCu_(4)金属间化合物的结构和性能进行全面分析。基于Al4Ca相中部分Al原子被Cu取代,将(Al,Cu)_(4)Ca金属间化合物视为线性化合物。化合物中铜的... 详细信息

对三元Al-Ca-Cu合金体系中与铝固溶体平衡的(Al,Cu)_(4)Ca、Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)和Al_(8)CaCu_(4)金属间化合物的结构和性能进行全面分析。基于Al4Ca相中部分Al原子被Cu取代,将(Al,Cu)_(4)Ca金属间化合物视为线性化合物。化合物中铜的溶解度达到10 at.%(19 wt.%),导致化合物的晶格结构、物理和力学性能发生显著变化。例如,化合物的密度从2.22 g/cm^(3)增加到2.79 g/cm^(3),显微硬度从Hv 180增加到Hv 250。将Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)相视为具有严格化学计量比和BaHg11型初始晶体结构的三元化合物,其空间群为Pm3m,晶格参数为8.514Å,密度为3.45 g/cm^(3)。Al_(8)CaCu_(4)相也是严格化学计量比的三元化合物,具有Mn_(12)Th型晶格结构,最高的显微硬度(Hv 505)和密度(4.57 g/cm^(3))。属于二元(Al)+(Al,Cu)_(4)Ca相场和准二元(Al)+Al_(27)Ca_(3)Cu_(7)截面的合金,有前景作为新型天然铝基复合材料的基材。

关键词：金属间化合物 Al-Ca合金显微组织晶体结构物理性能力学性能

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Description of intermetallic compounds in equilibrium with aluminum in new Al–Ca–Cu ternary alloying system

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年

作者： T.K. AKOPYAN T.A. SvIRIDOvA N.A. BELOv N.v. LETYAGIN A.v. korotitskiy National University of Science and Technology MISiS

The structure and properties of the new (Al，Cu)4Ca， Al27Ca3Cu7， and Al8CaCu4intermetallic compounds in equilibrium with aluminum solid solution in the new ternary Al-Ca-Cu alloying system have been comprehensively analyzed. The (Al，Cu)4Ca intermetallic compound was treated as a line phase based on the Al4Ca phase with Cu substituted by Al. The solubility of copper in the compound reaches 10 at.% or 19 wt.% which leads to marked changes in the crystal lattice structure， physical and mechanical properties of the compound. For instance， the density of the compound increases from 2.22 g/cm3to 2.79 g/cm3and the microhardness from 180 to 250 Hv. The Al27Ca3Cu7phase was treated as a strict stoichiometric ternary compound with a primitive BaHg11type crystal structure of the Pm3m spacegroup. The lattice parameter is accepted to be ～8.514 ? corresponding to a density of ～3.45 g/cm3. The Al8CaCu4phase is also a strict stoichiometric ternary compound with a tetragonal crystal lattice structure of the Mn12Th type. The phase has the highest microhardness (～505 Hv) and density (4.57 g/cm3). The alloys pertaining to the binary (Al) +(Al，Cu)4Ca phase field and the quasi-binary (Al)+Al27Ca3Cu7section can be considered promising as the base for new natural aluminum matrix composites.

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