Experimental Description of the Al-Cu Binary Phase Diagram

Abstract

The phase diagram of the Al-Cu binary system was reinvestigated experimentally. The current study was designed to contribute to a better description of those parts of the phase diagram which are disputed in the current scientific literature, and in addition, to study the phase equilibria at 300°C. The melting behavior of the h-phase was confirmed to be peritectic. A metastable congruent solidification of the h-phase was observed from the microstructural examination of as-cast samples. The location of the liquidus curve in this region of the phase diagram was more accurately defined using DSC measurements taken at slow-heating rates (1°C min À1). The temperature stability of the f-phase was reevaluated and was found to lie in the range 373-597°C. The phase boundaries of the c¢ + e¢ two-phase field were experimentally defined. Difficulties in defining the c¢/d transition were addressed by a combined EDX/XRD investigation of more than ten samples that had been annealed in the temperature range of 500 to 750°C. The (c¢ + d) two-phase field was postulated from XRD studies of quenched samples. The temperature of the ordering reaction c M c¢ within the c(c¢) + b phase field was experimentally determined to be 779.6°C. All other parts of the Al-Cu phase diagram studied here were found to be in very good agreement with the most recent previous descriptions.

Experimental study of the Al–Cu–Zn ternary phase diagram

“…Detailed literature reviews of all binary subsystems are described in recent literature. The experimental description of the Al-Cu phase diagram is published in our previous work [3]. Liang et al [4] published a theoretical modeling of the Al-Cu phase diagram based on CALPHAD approach.…”

“…The c phase region forms continuous solid solution in all experimentally assessed isothermal sections from 350°C to 700°C [1], from the Al-Cu side, where the low temperature c 0 (Al 4 Cu 9 ) with the Pearson symbol cP52 exists in the binary Al-Cu system, to the Cu-Zn Figure 1 Binary phase diagram of subsystem. a Al-Cu [3], b Al-Zn [6], c Cu-Zn [6]. side where the c (Cu 5 Zn 8 ) phase with the Pearson symbol cI52 is stable.…”

Effect of Non-Equilibrium Conditions of Reactions Between Cu and Al in the Solid-State on Al$_4$Cu$_9$ Phase Formation in Cu–Al System

“…(32-37% ат.) Al, а та-кож існування та типу кристалічної структури γі β-фаз [11][12][13]. Так, в роботах [14][15][16][17] було показано можливість формування невпорядкованої ОЦК-фази Al 4 Cu 9 після МЛ порошків Cu-20% ваг.…”

“…Помел порошків впродовж 2 годин призводить до розширення піків, а із збільшенням часу МЛ до 4 годин піки від Al зника-ють і з'являється додатковий пік при 2θ = 51,67°, що свідчить про інтенсифікацію реакційних процесів і фазоутворення. Після МЛ порошків впродовж 8 годин на дифракційній картині спостерігаються лише три широкі піки при 51,67, 76,19 та 98,01°, що відповідають невпорядкованій β-фазі із ОЦК-ґратницею (a = 0,29504 нм, структурний тип А2) [9,11,12,28].…”

“…Нагрів та спікання порошків Cu-20% ваг. Al після 8 годин МЛ сприяли звуженню піків, а також одночасній появі додаткових надструктурних (210), (300), (522) і основних піків від рівноважної Al 4 Cu 9 фази, присутність яких пов'язують із структурним типом [11,13]. Тому робиться припущення про впорядкування β-фази у γ 2 -Al 4 Cu 9 -фазу (типу D8 3 ) при температурах від 500 до 850°С у порошках Cu-20% ваг.…”