电磁流体流动对Al－Al_2Cu共晶形态的影响

研究了Ａｌ－３３％Ｃｕ共晶合金在电磁流体流动下的凝固行为．发现增加流速使Ａｌ－Ａｌ_２Ｃｕ共晶由规则层片状向非规则层片状、非规则棒状、直至规则棒状共晶形态转化，同时层片间距λ略有增加．流体流动造成的溶质重新分配是产生非规则层片共晶及其它形态共晶的主要原因．     

电磁流体流动对Al－Al_2Cu共晶形态的影响SCIEI

研究了Ａｌ－３３％Ｃｕ共晶合金在电磁流体流动下的凝固行为．发现增加流速使Ａｌ－Ａｌ_２Ｃｕ共晶由规则层片状向非规则层片状、非规则棒状、直至规则棒状共晶形态转化，同时层片间距λ略有增加．流体流动造成的溶质重新分配是产生非规则层片共晶及其它形态共晶的主要原因．     

Ni3Al＋Ni7Hf2共晶合金的微观结构及凝固行为研究

利用金相、扫描电镜、透射电镜观察了Ｎｉ３Ａｌ＋Ｎｉ７Ｈｆ２共晶合金的微观组织结构,并利用高梯度定向凝固技术研究了该合金的凝固行为：Ｎｉ－５．８Ａｌ－３２Ｈｆ Ｎｉ３Ａｌ＋Ｎｉ７Ｈｆ２共晶组成,是Ｎｉ３Ａｌ／Ｎｉ７Ｈｆ２共晶复合材料的合适成分。由于不平衡凝固,有害相β－ＮｉＡｌ与金属间化合物Ｎｉ７Ｈｆ２以共晶体的形式存共晶胞间,在一定的温度梯度下,可以通过降低生长速度的方式予以消除。Ｎｉ－５．８Ａｌ     

超高压凝固Al—Si合金的非平衡组织

研究了超高压（５．５ＧＰａ）条件下凝固的过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的非平衡组织。结果表明：过共晶成分合金中出现大量初生α相。并有α－β＋（α＋β）共晶的共生组织,Ｓｉ在α相中的固溶度和Ａｌ在β相中的固溶度都有极大增加。讨论了高压对凝固组织的影响。     

利用重熔控制技术细化铸件晶粒组织

应用重熔／液淬技术研究了铸态Ａｌ－２１％Ｃｕ和Ａｌ－２８％Ｃｕ合金的梯度熔化，以及铸态Ａｌ４．５％Ｃｕ合金的整体熔化行为。研究结果表明：α－Ａｌ枝晶熔化后的液相在一定的温度下存在着大量的枝晶熔化“残片”，这些溶质含量低的枝晶“残片”可以作为合金随后凝固过程的有效结晶晶核。由此进行了高温过热及低温重熔Ａｌ－４．５％Ｃｕ合金在砂型和铝金属型中的凝固对比实验，后者的宏观晶粒组织得到了明显的细化，证明了合金的熔化控制技术可作为细化铸件宏观组织的有效途径。     

亚共晶铝硅合金成分偏析的遗传现象

本文通过现调查亚共晶铝硅合金在熔化过程中Ｓｉ、Ｔｉ含量的变化，研究和分析了合金成分偏析产生的原因及其遗传过程，结果表明，合金锭成分偏析产生的原因主要是Ａｌ－Ｔｉ中间合金对亚共晶铝硅合金没有明显的细化作用，这种成分偏析现象存在于整个熔化过程并遗传到最终铸件；塔式熔铝难以消除这种遗传现象，要消除这种遗传现象，合金锭不仅要成分合格，而且要有贩组织和成分。     

Al—Si合金的区晶共生区及组织形成规律

本文利用定向凝固、金相、电子显微技术及Ｘ射线择优取向分析等手段对Ａｌ－Ｓｉ合金的组织形态、相结晶特性等与凝固条件的依赖关系进行了研究并定量获得了低温度梯度下（Ｇ＝４５℃／ｃｍ）Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区，实验表明：Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区形态十分复杂，随凝固速度的提高，共生区变得狭窄并向富Ｓｉ方向倾斜，共生区的复杂性相关于合金组织对凝固条件的敏感性，而形貌的多样性取决于共晶相本身的结晶学特。当存     

喷射沉积高硅铝合金显微组织及形成机理

研究了喷射沉积Ａｌ－２０％Ｓｉ及Ａｌ－３０％Ｓｉ合金坯料的显微组织及形成机理。结果表明,两种合金的喷射沉积态组织为细小的团块状Ｓｉ均匀地分布于基体α上,没有共晶组织出现。形成该组织特征的机理是由于在沉积阶段凝固过程中合金发生了离异共晶,在雾化阶段大的冷却速度下形成的大量Ｓｉ相核心以及在沉积阶段相对较低的冷却速度为这一过程提供了动力学条件。通过自行设计的沉积阶段凝固的模拟实验,对这一机理进行了验证;     

Al－Si合金的共晶共生区及组织形成规律

本文利用定向凝固、金相、电子显微技术及Ｘ射线择优取向分析等手段对Ａｌ－Ｓｉ合金的组织形态、相结晶特性等与凝固条件的依赖关系进行了研究并定量获得了低温度梯度下（Ｇ＝４５℃／ｃｍ）Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区．实验表明：Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区形态十分复杂，随凝固速度的提高，共生区变得狭窄并向富Ｓｉ方向倾斜．共生区的复杂性相关于合金组织对凝固条件的敏感性，而形貌的多样性取决于共晶相本身的结晶学特点．当存在内部扰动或外部条件不稳定时，合金中可能出现几种异常组织和缺陷．     

二元Al—Li合金共晶复合材料的定向生长

研究了在定向凝固条件下，在亚共晶二元Ａｌ－Ｌｉ合金中获得共晶复合材料的晶体生长准则，并观察了组织形貌。结果表明，当６．５×１０＾５Ｋ·ｓ·ｃｍ＾－２≤ＧＬ／Ｒ〈１１×１０＾５Ｋ·ｓ·ｃｍ＾－２时，晶体可以保持稳定的平面固－液界面生长，得到规则的共晶复合组织。二元Ａｌ－Ｌｉ合金共晶组织中β相（ＡｌＬｉ）为棒状形貌。     

不同冷速Ag-5Sc合金的凝固组织

采用感应熔炼钢模凝固、慢速平衡凝固、液态快速凝固制备Ag-5Sc二元合金。借助差示扫描量热仪(DSC)、金相显微镜、电子探针(EMPA)和X射线衍射仪(XRD)研究合金在不同冷速条件下的组织结构、钪的分布和形成的化合物相。结果表明,钢模凝固形成环状Ag4Sc相与共晶组织交替的环形层状组织结构,其它组织为致密细小的共晶组织。慢冷凝固是粗大的胞状共晶组织,胞状间存在块状Ag4Sc相。液态快冷凝固为呈细小蜂窝状结构,组织为等轴晶粒。钢模凝固环形和慢冷凝固块状Ag4Sc相中钪元素分布密度比共晶中的Ag4Sc相高,液态快冷合金中钪元素分布均匀。     

时效5年的触变成形ZA27合金微观形貌观察

通过OM、SEM和XRD,对触变成形并经5年自然时效的ZA27合金的微观组织进行了观察。结果表明：ZA27合金是由富Al枝晶和枝晶间的共晶组织组成。经触变成形和自然时效后的ZA27合金由球状初生粒子α′相、晶间的二次凝固组织及半固态成形时没有凝固完全的小液池组成。共晶方式主要为离异共晶及其中“蜂窝”状棒状共晶,部分区域出现不规则层片共晶组织。ZA27合金通过随后的冷却和自然时效过程,经过了一系列的相变,β相发生胞状分解,形成规则的共析（α＋η）层片组织或是不规则的复杂形状组织,从一些层片区域逐渐向低铝的α′相区域中心生长为粗大的层片组织,当其生长被α′相中心的连续分解所阻挡时,致使其芯部形成细小的（α＋η）颗粒组织。     

Nb-Mo-Si共晶合金的定向凝固组织特征

采用光悬浮区熔定向凝固技术制备了Nb-Mo-Si三元共晶合金,研究了试棒旋转速度和抽拉速度对Nbss-β(Nb,Mo)5Si3共晶组织形态的影响。结果表明籽晶棒的旋转对组织形态有显著影响,而料棒的旋转对组织形态的影响并不明显。当抽拉速度是5mm/h,籽晶棒不旋转时,得到了规则的Nbss-β(Nb,Mo)5Si3片层结构;而当籽晶棒旋转时,试棒中心处为先析出的球状Nbss和规则片层组织,沿径向向外,规则的片层组织逐步转变成不规则的碎块状组织。当籽晶棒不旋转,抽拉速度是1mm/h时,组织为不规则共晶组织,Nbss倾向于连成网状;当抽拉速度是3～5mm/h时,形成典型的规则片层组织;当抽拉速度是10mm/h时,具有片层组织的柱状晶和胞状晶共存。此外,从液/固界面特性及过冷度的角度对组织多样性进行了讨论。     

ZA22合金急冷凝固组织的研究

采用极小试样快速液淬方法研究了ZA22合金从不同温度快速冷却所获得的凝固组织的差异。在研究的温度范围内，液淬前液态合金温度越高获得的凝固组织越细密，且ZA22合金凝固组织中富铝相的晶内成分偏民随着液态合金温度的升高而减轻。结合液态合金的微观结构，对造成凝固组织差异的原因进行了初步分析。     

中熵共晶CrCoNiNb0.4合金层状组织的热稳定性

对CrCoNiNb_0.4中熵共晶合金层片状组织的热稳定性进行了研究。结果表明:CrCoNiNb_0.4合金共晶层状组织在1023 K及以下温度可以保持较长时间的热稳定性;随热处理时间从24 h增加至168 h,CrCoNiNb_0.4合金共晶片层厚度从约0.19 μm增加至约0.39 μm,且片层间隙析出相逐渐增多,同时伴随着边界断裂,边缘球化等层状失效形式的发生,在析出强化相以及层状组织失效的共同作用下,CrCoNiNb_0.4合金共晶组织硬度值随热处理时间呈先增大后减小的趋势。     

Numerical Simulation of Anomalous Eutectic Growth of Ni-Sn Alloy Under Laser Remelting of Powder BedEI北大核心CSCD

Eutectic is one of the most commonly observed solidification patterns, the growth mor-phology of which is important to materials properties. Anomalous eutectic is typically coarser and globular than lamellar eutectic, which is commonly observed during solidification of binary eutectic alloy, including deep undercooled melt and laser remelting process. The morphological evolution mechanism of anomalous growth is still unknown due to the lack of simulation evidence. During laser remelting process, the anomalous eutectic is sandwiched between lamellar eutectic at the bottom of melt pool. Comparing to deep undercooled melt, laser remelting has simpler temperature field distribution, which can be simplified into directional solidification. Thus, simulations of anomalous eutectic growth in laser remelting process are feasible. In the present work, the anomalous eutectic growth mechanism under laser remelting conditions was simulated using a low mesh induced anisotropy cellular automaton (CA) model. Firstly, a two-dimensional lamellar eutectic CA model of CBr4-C2Cl6 alloy was established, and the morphological transition from 1 lambda O to 2 lambda O was simulated. The calculated results are in good agreement with experiments and phase field simulations. By setting the interface cells containing three phases (alpha, beta and liquid phases), the model can continuously change the alpha and beta phase volume fractions in the CA model, making it easier for the model to capture the instability of lamellar eutectic. Compared with the results of the phase field model, the intermediate 1 lambda O-2 lambda O state of oscillation instability of 1 lambda O and 2 lambda O which is consistent with the experimental results was calculated. Based on the above-mentioned binary eutectic CA model, the lamellar eutectic to anomalous eutectic transition at the bottom of the molten pool was simulated. Under the condition of initial low cooling rate, the fine lamellar eutectic is decoupled, it leads to the overgrowth of beta-Ni3Sn phase. During the subsequent accelerated cooling process, alpha-Ni nucleated in the liquid phase at the front of the solid/liquid interface, and the beta-Ni3Sn phase wrapped around the alpha-Ni phase forming anomalous eutectic morphology. During the laser remelting process, there is indeed a rapid change of solidification rate from zero to scanning speed rate from the bottom to the top of the melt pool, and therefore coincides with the solidification conditions of the variable pulling velocity used in the CA simulations.     

非平衡凝固条件下Zn-5Al合金的组织形成

对Zn-5Al合金采用液淬凝固和定量金相统计试验,考察了合金在非平衡冷却凝固过程中组织的形成和转变。研究表明:合金在非平衡凝固下析出初生富铝相α,它随着冷却速度的提高是逐渐减少的;初生相逐渐从胞状向树枝状转变。Zn-5Al合金在非平衡凝固条件下因析出初生相而获得亚共晶组织,冷速较大时共晶组织皆无明显的共晶核心,并且共晶层片组织逐渐变细,有的甚至无法看到,只有在共晶团搭界处才可看出明显的层片,共晶团内部的共晶层片基本呈无序状态。通过对本试验结果探讨,定性得到了锌铝合金共晶共生区相图,为以后研究Zn-5Al合金在非平衡凝固条件下凝固结晶提供了一些参考。     

亚共晶Al-5.8%Cu合金的非平衡熔化行为

分析了Al-5.8%Cu亚共晶合金在不同加热条件下的DSC试验结果，研究了具有不同凝固组织的试验合金的非平衡熔化行为。研究表现，其熔化开始温度随加热速度的增大略有升高；共晶熔化激活能与凝固组织相关，慢速凝固组织的熔化激活能大于快速凝固组织。凝固组织中存在的非平衡共晶在熔化前的加热过程中大部分溶解，剩余部分参与共晶熔化，溶解的非平衡共晶的量受溶质扩散面积和加热速度的共同作用，随加热速度的减小和扩散表面积的增大而增大。     

AgCuZnNi合金铸态组织及凝固路径分析

采用扫描电子显微镜、能谱仪以及X射线衍射等技术,对Ag-18Cu-30Zn-2Ni合金的铸态组织、相组成及结构进行了分析。结果表明,合金主要由白色基体、细小片层状共晶胞及直径为2~6μm的黑色颗粒相组成;铸态合金的物相组成为面心立方(fcc)晶格结构的Ag基固溶体相、灰色层状共晶相(Ag+Cu64Zn36)及简单立方(sc)晶格结构的近球形黑色颗粒Cu2Ni Zn相;Ag Cu Zn Ni合金的平衡凝固路径为:L→L+γ→(L+α1)+γ→((α2+β)+α1)+γ。     

Phase-field models for eutectic solidification

This article discusses two methods for modeling eutectic solidification using the phase-field approach. First, a multi-phase-field model is used to study the three-dimensional morphological evolution of binary eutectics. Performing the calculations in three dimensions allows observation of both lamellar and rod-like structures as well as transient phenomena such as lamellar fault motion, rod-branching, and nucleation or elimination of phases as solidification progresses. The second approach models multiple eutectic grains where the crystallizing phases have an orientation relationship. This approach is promising for modeling complex solidification microstructures. For more information, contact Daniel Lewis, General Electric Co., Ceramic and Metallurgy Technologies, Building MB223, One Research Circle, Niskayuna, NY 12309; (518) 387-4538; fax (518) 387-5576; e-mail lewis@research.ge.com.