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Al-Cu-Mn-Mg体系的相图信息对2XX.0和2XXX系列商业铝合金非常重要,但文献中对该体系的研究却很少,所以本实验对Al-Cu-Mn-Mg四元系富铝端(85at.%Al)的400℃等温截面和液相面投影图进行了研究,为铝基数据库的完善和发展提供了相关的相图信息和热力学参数。首先运用Thermo-Calc软件外推计算出该四元系相图,选取适当的合金成分点,用电弧炉熔炼Al-Cu-Mn三元中间合金并和Mg 一起放入密封的钽管中,后置于马弗炉中便可成功制得四元合金。然后通过X射线衍射分析(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)对平衡态合金样品进行物相检测和形貌分析,结合差式扫描量热仪(DSC)对铸态合金样品的零变量反应温度和固液转变温度进行测定。最后综合所有的实验数据和文献信息便可得到该四元系富铝端的实验相平衡关系图、凝固次序和相关液相面信息等。实验结果表明该四元系400℃等温截面含有三个二元化合物,分别是Al2Cu、Al4Mn和Al6Mn,以及四个三元化合物,分别是τi、τ2、T3、S,其中 τ1 代表 Al28Cu4Mn7,τ2 代表(AlxCu1-x)49Mg32,τ3 代表Al18Mg3Mn2,S代表Al2CuMg;没有检测到四元化合物的存在;该截面至少包含有三个三相区和五个四相区;实验相图和计算相图的区域划分结果大致吻合,但相区成分略有不同;此外,推测该体系在凝固过程中会发生五个共晶反应和一个包共晶反应,分别是L →(Al)+Al2Cu + τ1(541 ℃),L →(Al)+ S(507℃),L→(Al)+ Al2Cu + S(500℃),L-→(Al)+ S + τ1(498.7℃),L-→(Al)+Al3Mg2+ τ2(442℃),L + S →(Al)+ τ2(464℃)。当然,实验数据分析得出的反应并不一定是该体系的零变量反应,只是在凝固过程中发生相变时的反应。