温度诱导的液-液结构转变对Sn-10%Sb合金凝固的影响

Sn-10%Sb合金在856～960℃可以发生温度诱导的液-液结构转变。研究了温度诱导液-液结构转变对Sn-10%Sb合金凝固行为及组织的影响。结果表明,合金熔体经历结构转变后,凝固时所需过冷度增大,并且凝固组织显著细化。     

温度诱导液相结构转变对Pb-Sn合金凝固行为及组织的影响

在前期工作发现的某些合金熔体发生温度诱导非连续液-液结构转变的基础上,通过研究Pb-Sn共晶合金及Pb-Sn80%合金发生液-液结构转变前后熔体的凝固行为及组织,发现后者凝固过冷度较发生熔体结构转变前成倍增大,并导致凝固组织的明显细化.揭示了温度诱导非连续液-液结构转变对合金凝固行为及组织有着明显影响.     

Pb-Sb30%液-液结构转变的不可逆性及其对凝固的影响

在前期研究发现一些二元合金在液相线上数百度温度范围内发生温度诱导液-液结构转变的基础上,进一步研究了Pb-Sb30%合金液-液结构转变的可逆性,结果表明,该合金熔体发生的结构转变是不可逆的;并探讨了液-液结构转变对其凝固行为及组织的影响,发现结构变化后的熔体凝固过冷度增大,初生相和共晶相组织明显细化,且维氏硬度值提高约30%。     

Sn-70Bi合金熔体结构转变的可逆性及其凝固行为

利用直流四电极法研究了Sn-70Bi合金在液相线以上数百度温度范围内发生的熔体结构转变;在此基础上,进一步探讨了熔体结构转变的可逆性及其对凝固的影响.试验结果表明,Sn-70Bi合金所发生的熔体结构转变部分可逆,分析认为主要与Sn的熔体结构有关,且熔体结构转变对其凝固行为及组织有较大的影响.发现结构变化后的熔体凝固过冷度显著增大,初生相和共晶相组织明显细化.     

SnSb15合金液-液结构转变的可逆性及熔体状态对凝固的影响EI北大核心CSCD

为了探讨液-液结构转变的可逆性及熔体状态对凝固的影响,利用直流四电极法测量SnSb15合金熔体在三轮连续升降温过程中的电阻率-温度曲线。分析SnSb15合金熔体的不可逆和可逆转变的物理内涵,进而讨论不可逆转变对凝固影响的作用机制。结果表明:SnSb15合金熔体发生了温度诱导的液-液结构转变,其首轮升温过程的转变呈不可逆性,而后续降温及升温过程的转变呈可逆特征;且首轮升温过程的不可逆液-液结构转变显著影响合金的凝固行为和组织,如初生相和包晶相的形核过冷度分别增大9.7和5℃,凝固时间分别缩短2.5和4 s,并且凝固组织明显细化。     

Sn-6Bi合金熔体结构转变对凝固组织的影响

通过研究Sn-6Bi合金熔体电阻率随温度的变化规律,发现在不同的温度区间合金发生了两种不同类型的液液结构转变,即高温阶段(890～1095℃)不可逆转变和低温阶段(645℃)的可逆液液结构转变。分析认为可逆的液液结构转变是由四面体结构的Sn-Sn共价键团簇的打破和重聚引起的,而不可逆液液结构转变是由(Bi)n原子集团、亚稳态的Sn原子团簇引起的。根据这一结果进行凝固试验,发现当熔体经历过温度诱导结构转变后会使凝固过冷度增大,凝固时间延长,凝固过程中释放的凝固潜热略微减少,凝固组织明显细化。     

Sn-Ag-Bi焊料熔体温度诱导液-液结构转变的研究

本文采用直流四电极法研究了Sn-3.5Ag-3.5Bi焊料熔体在连续两轮的升降温过程中电阻率随温度的变化关系,以此为基础进一步研究了该合金在650℃和800℃保温7h及随后的升温过程中电阻率的变化规律.结果表明,Sn-3.5Ag-3.5Bi合金中存在液-液结构转变,并且该结构转变在第一轮升温后是可逆的.结合保温及随后升...     

Al-18%Si合金凝固组织与熔体状态的相关性

本文以直流四电极法探索了Al-18%Si合金在升温过程中熔体的电阻率-温度（-ρT）关系,根据在800~950℃及950~1050℃区间-ρT的异常行为分析认为,后者对应液-液结构转变,其间原先的Si原子团簇被打破,原子重新排列形成新的细小团簇,液体结构更加均匀,而前者则为预转变。依据上述信息采取不同温度分别进行熔体过热处理来探索其凝固组织的差别,结果发现,相对于常规熔炼温度,在高于熔体结构转变温度（1150℃）进行熔体过热处理,初晶硅明显细化,而在预转变状态进行熔体过热处理并不能明显改变凝固行为和组织。     

Bi_2Te_(2.55)Se_(0.45)合金熔体电阻率及凝固与熔体状态相关性的探索

探索了Bi2Te2.55Se0.45热电材料熔体的电阻率温度行为,并在此基础上,采用热分析法、金相分析、X射线衍射、SEM和EDS等表征手段研究了不同熔体状态对Bi2Te2.55Se0.45合金凝固行为和组织的影响。结果所示,Bi2Te2.55Se0.45合金熔体升温过程中在840~940℃的范围内存在温度诱导不可逆液-液结构转变。凝固结果表明,熔体结构转变后合金熔体的凝固行为和组织与转变前熔体的凝固情况有明显差别,如形核和生长过冷度分别增加了17.6℃和2.2℃,形核率明显提高,凝固时间缩短了8 s,凝固组织明显细化,且分布更为均匀;此外,熔体状态的改变使合金XRD特征峰向高角度偏移,沿(00l)晶面的择优取向明显减弱。     

Bi-20.5Te合金熔体结构转变及其对凝固的影响

通过对Bi-20．5Te合金熔体电阻率随温度变化的研究，发现合金熔体在642℃时存在着液一液结构转变。分析Bi-Te合金熔体在不同成分和不同温度的原子结合规律，认为这种结构转变是由于熔体中的原子团簇变化引起的。将Bi-20．5Te合金分别在熔体结构转变前温度（600℃）、结构转变后温度（700℃）的范围内熔炼、保温，测定相应的凝固曲线，并观察凝固组织。结果表明，相对于在结构转变前保温处理的熔体，将合金在700℃保温处理后，凝固时所需过冷度增大，释放凝固潜热更加剧烈，并且凝固组织显著细化。产生这种现象的原因是由于熔体结构内的Bi—Bi同类原子团簇，以及具有共价结合的Bi—Te原子团簇在高温下被打破，熔体趋向均匀，对凝固过程中的原子扩散造成影响，进而影响合金的凝固行为及组织。     

Sn-Bi系无铅焊料熔体结构转变及其对凝固组织及润湿性的影响

本文通过电阻法研究了Sn-57%Bi无铅焊料在液相线以上一定温度范围内发生熔体结构转变的可能性及规律性,并以此为切入点研究了熔体结构转变前后Sn-57%Bi焊料的凝固组织和润湿性能的变化规律。结果表明：Sn-57%Bi无铅焊料在液相线以上785~900℃范围内发生了熔体结构转变,而且熔体结构转变细化了凝固组织,改变了微观形貌;经历熔体结构转变而凝固的合金焊料较未发生转变的合金铺展面积增大,润湿角减小。     

Microstructure evolution of directionally solidified Sn-16%Sb hyperperitectic alloy

The directionally solidified microstructure of Sn-16%Sb hyperperitectic alloy has been investigated at various solidification rates using a high-thermal gradient directional solidification apparatus. The results indicate that the solidification microstructure consists of hard primary intermetallic SnSb phase embedded in a matrix of soft peritectic ,8-Sn phase. The primary SnSb phase exhibits faceted growth with tetragonal or trigonal shapes. At the same time, the primary SnSb phase is refined with an increase in the solidification rate and dispersed more uniformly in the matrix of,8-Sn phase. The volume fraction of the SnSb phase firstly decreases and then increases when the solidification rate increases in directional solidification of Sn-16%Sb hyperperitectic alloy.     

Pb-Bi包晶合金定向凝固相和组织选择

针对Pb-Bi包晶合金中高速及低速定向凝固,利用最高界面生长温度判据以及充分形核和成分过冷准则,对Pb-Bi包晶合金定向凝固中初生α和包晶β两相的相互竞争规律进行预测。计算结果表明:在中高速凝固段,与Pb-26%Bi、Pb-28%Bi、Pb-30%Bi和Pb-34%Bi(质量分数)合金对应的α→β转变的临界生长速度分别为20、14、8.5和2 mm/s;在低速凝固段,合金的相选择图分为8个生长区,其中包括两相分别以单相生长区及两相混合生长区。利用该相选择图,结合温度梯度与凝固速度比值(G/V)及合金原始成分(C0)可预测相选择规律及组织形态。     

Influence of a liquid structural change on the solidification of the alloy CuSn30

The effect of a liquid structural change on the solidification of the alloy CuSn30 is discussed. The temperature dependence of the electrical resistivity (ρ-T) of a CuSn30 (wt.%) melt was measured, and an abnormal change was found on the ρ-T curve within a range of 855°C to 1040°C, which suggests that the melt may have undergone a temperature-induced liquid-liquid structural transition (TI-LLST). The existence of the TI-LLST was verified by means of differential scanning calorimetry. Furthermore, the melt that experienced the TI-LLST needed higher undercooling to nucleate, and the eventual grain size was evidently refined. Analysis of the atomic bonding mechanism of the CuSn30 melt at temperatures above melting point suggest that the structural transition can be attributed to the destruction of the inherited chemical short-range orders or clusters, and that this destruction alone results in the homogeneity of the melt. In turn, the homogeneity of the melt inhibits the nucleation and growth of the primary phase, promotes a peritectic reaction, and eventually refines the solidification microstructures.     

Effect of liquid-liquid structure transition on solidification of Sn-Bi alloys

The effect of the liquid-liquid structure transition（L-LST） on the solidification behaviors and morphologies of Sn-Bi alloys was studied further. The results show that the undercooling of the primary and eutectic phase increases and the microstructure becomes finer after solidifying from the melt experiencing the L-LST. In the meantime, in hypoeutectic alloy, when solidifying from the melt experiencing the L-LST, the morphology of primary phase changes from the fir-tree crystal into the equiaxed crystal, and less primary phase and more eutectic structure are observed. Moreover, in eutectic alloy, the spacing of eutectic phase decreases markedly. These investigations would be beneficial to further exploration of the correlation between the melt structure and the micro mechanism of solidification.     

金属熔体结构及其控制技术的研究进展

综述了国内外在熔体结构研究方面的现状与进展,介绍了通过控制合金熔体的预结晶状态来改善合金组织和性能的相关技术及成果。可以得出：温度和压力可使金属熔体发生液／液结构转变,金属熔体结构随温度的变化存在滞后性,利用熔体结构随温度变化的滞后性可控制合金的凝固过程、明显细化合金的凝固组织、大大提高合金的力学性能。     

Solidification characteristics of near rapid and supercooling directional solidification

1INTRODUCTIONTraditionalD.S.,suchasHRS,LMCandzonemeltingliquidmetalcoolingD.S.tech-niquesareconductedwithatemperaturegradientGL>0attheheadofS-Linterface,andcanob-tainafineorsuperfinedendriticmicrostructure.Intherecentyears,withthedevel0pmentofdeepsupercoolingandsupercoolings0lidificationtechniquethesolidificationbehaviorofmeltun-dersupercooledstatewithGL>0attheS-Lin-terface,hascausedgreatattentions.Intheearly1980s,L..[l]investigatedthedynamicsuper-coolingsolidification0fsuperalloys…     

高温度梯度下Al-In偏晶合金定向凝固组织的演化规律

应用高温度梯度的方法，研究了在定向凝固条件下温度梯度与凝固速率的比值G／R对Al-17．5％In(质量分数)合金凝固组织的影响．结果表明，偏晶合金的定向凝固与共晶合金定向凝固的生长规律类似．在高温度梯度下，仅在很低的生长速度时才能形成二相有序排列的共生．在偏晶合金定向凝固进入稳态生长以后，在各自的相凝固前沿富集了另一相的溶质，由于两相的层间距不大，长大过程中的横向扩散占主导地位．随着生长速度的增大或温度梯度的降低，Al-17．5％In合金定向凝固组织从纤维结构到周期性或规则排列的串状结构再到弥散分布结构转变．这种转变与固一’液界面形状的转变有密切关系．     

Structure simulation in unidirectionally solidified turbine blade by dendrite envelope tracking model （ Ⅱ）： model validation and defects prediction

1 Introduction Commonly, a numerical model should be validated before application. Whether a simulation model for dendritic grain growth is reliable strongly depends on two aspects. 1) The model can effectively describe the anisotropy of grain growth. Th…