原始组织及加热方式对Al-5.8wt%Cu合金熔化行为的影响

利用DSC分析手段，研究了具有3种不同凝固组织的Al-5.8wt%合金在7种不同加热方式下的熔化开始温度和熔化热，发现凝固组织中存在的非平衡共晶在加热过程中大部分扩散溶解，溶入基体，剩余部分参与共晶熔化，其熔化开始温度与组织状态无关，随加热速度的增大略有升高，溶解部分的体积分散与组织状态和加热方式有关，随加热时间和非平衡相表面积的增大而增大。     

试样盒厚度和超声振动对共晶生长的影响

采用实时观测装置和定向凝固系统研究了SCN-Cam(Succinonitrile-wt%Camphor,wt%为质量分数)模拟合金的共晶生长过程。实验结果表明,SCN-23.6%Cam共晶模拟合金所形成的棒状共晶的相间距λ随着界面推移速度V的增大而减小,与J-H模型吻合得较好;随着试样盒厚度的增加,SCN-23.6%Cam模拟合金的棒状共晶相间距增大;施加超声振动时,SCN-Cam模拟合金相图的共晶成分点向SCN方向移动,α单相区和(L+α)两相区减小,共晶线温度升高。     

凝固界面临界分叉—Sn—Pb共晶定向凝固几何模型

数值求解了Ｓｎ－Ｐｂ共晶定向凝固静态耦合方程。详细讨论了三相交接点处过冷，界面形态及界面分叉特征作为共晶相间距的函数待征。计算发现三相交接点处最小过冷、β（Ｐｂ）相凝固界面形态临界分叉及此界面中心位置极大值三者是一一对应的。提出了共晶定向凝固几何模型并导出了谱适标度律：λ－Ｖ＾－１／２．ｆ（Ｇｉ／Ｖ），这里λ为共晶相间距，Ｃｌ为温度梯度。ｆ是凝固速度Ｖ的增函数并在Ｖ很高时趋于饱和。将这一标度律同现     

探究二元共晶的生长过程:实时原位观察、数值模拟与解析解研究

由定向凝固法在一定凝固速度范围内制备得到的共晶通常为层状或棒状结构共晶。层状和棒状二元共晶合金具有优良的物理、化学和力学性能,被广泛应用于航空航天和汽车等领域,应用前景广阔。值得指出的是共晶合金已被应用于飞机发动机的涡轮叶片。近几十年来,国内外研究人员已经从共晶生长的实时原位观察实验、数值模拟和解析解计算三个方面展开了大量研究。共晶间距对共晶合金的性能具有显著影响,进而影响共晶合金在实际中的应用。在共晶生长过程中,工艺参数如凝固速度、共晶成分、固相体积分数、温度梯度、合金的初始浓度等是共晶间距的重要影响因素。此外,共晶形貌受共晶生长的稳定性和相界各向异性的影响。因此,研究人员在进行共晶生长的实时原位观察实验、数值模拟和解析解计算时主要关注工艺参数对共晶间距和共晶形貌的影响规律。大量的实时原位观察实验和数值模拟的研究结果表明,当凝固速度和合金的初始浓度增大时,层状共晶或棒状共晶间距减小。共晶成分发生变化时,共晶结构在层状和棒状之间发生转变。此外,共晶结构的转变条件依赖于α和β固相体积分数,当α和β两固相体积分数相差较大时,共晶倾向于形成棒状结构。当α和β两固相体积分数相接近时,共晶倾向于形成层状结构。同时,研究人员已经建立了共晶生长的数学模型并使用数学方法计算获得了共晶生长的解析解,进而研究了工艺参数对界面形貌和临界共晶间距的影响规律。本文从定向凝固条件下层状共晶和棒状共晶生长的实时原位观察的实验研究、数值模拟和解析解计算三方面分别阐述了工艺参数对共晶间距和共晶形貌的影响规律;重点阐述了在层状共晶和棒状共晶生长过程中,工艺参数如凝固速度、共晶成分和固相体积分数对共晶间距的影响规律;概述了相界的各向异性及共晶生长的稳定性对共晶形貌的影响规律。此外,对一种特殊的二元棒状共晶生长的实时原位观察和解析解计算进行了介绍,指出了目前该研究领域存在的一些问题,并对未来的研究工作进行了展望。     

Zn—5Al合金铸态共晶结构的研究

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜研究了Ｚｎ－５Ａｌ合金的铸态共晶结构。结果表明，Ｚｎ－５Ａｌ合金的铸态组织为典型的片层状共晶共析结构，其特征可表示为β（α│β│α）β，其中β为Ｚｎ基固溶体，α为Ａｌ基固溶体；括号外的β表示共晶结构中的较宽片层，直接来源于共晶反应，括号内的部分表示共晶结构中的较窄片层，是由α和β两相组成的共析产物，是由α和β两相组成的共析产物，其中α相包裹着β相。     

亚共晶Ni-Si合金的凝固组织特征研究

采用布里奇曼定向凝固技术制备了NiNi3Si亚共晶复合材料,系统地研究了Ni-Ni3Si亚共晶的定向凝固组织特征。在较低的凝固速率R=3μm/s时亚共晶成分的合金为规则的层片共晶组织。随着凝固速率的增大,当R=8μm/s时,平界面失稳,在第二相的旁边出现浅胞状组织。当R=25μm/s时在析出相的旁边出现了突起的胞状组织。当R=40μm/s时由于固液界面前沿的成分过冷逐渐增大,凝固组织生长成为典型的树枝晶组织。并根据"成分过冷"判据,评估了固液界面前沿的"成分过冷"的大小,理论计算与实验结果基本吻合。此外,根据BH模型计算和比较了α-Ni相的界面生长温度和共晶界面生长温度,证明较高速定向凝固下不太可能制备出全耦合生长的共晶组织。随凝固速率的增大,一次枝晶间距减小,组织细化。     

自生复合Cu-0.8Cr合金定向凝固过程研究

研究了非平衡状态下Ｃｒ－０．８ｗｔ％Ｃｒ亚共晶合金的定向凝固过程。结果表明,当温度梯度为３０℃／ｃｍ,生长速度分别为３μｍ／ｓ和３０μｍ／ｓ时,Ｃｕ－０．８ｗｔ％Ｃｒ合金的非平衡凝固组织;当温度梯度为３０℃／ｃｍ时,α枝晶一次间距随生长速度的增大而增大,这与枝晶一次间跨的Ｈｕｎｔ模型在低束祺段的规律一致,而与Ｋ－Ｐ模型的规律相反;Ｃｒ纤维的形成主要与液态Ｃｒ表面张力,Ｃｒ原子在液相中横向扩散能力及     

凝固界面临界分叉－Sn－Pb共晶定向凝固几何模型

数值求解了Ｓｎ－Ｐｂ共晶定向凝固静态耦合方程．详细讨论了三相交接点处过冷、界面形态及界面分叉特征作为共晶相间距的函数特征．计算发现三相交接点处最小过冷、β（Ｐｂ）相凝固界面形态临界分叉及此界面中心位置极大值三者是一一对应的．提出了共晶定向凝固几何模型并导出了普适标度律：λ～Ｖ－１／２·ｆ（ＧＬ／Ｖ），这里λ为共晶相间距，ＧＬ为温度梯度，ｆ是凝固速度Ｖ的增函数并在Ｖ很高时趋于饱和．将这一标度律同现有试验结果进行了比较     

规则共晶初始过渡区非稳态扩散场与形态演化

通过求解时间相关的非稳态扩散方程，详细分析了共晶强制生长初始过渡过程并导出其非稳态溶质扩散场，发现生长速度Ｖ是初始过渡区溶质分配的最主要影响因素，其次为共晶相间距λ，溶质扩散系数Ｄ等系统参量，透明共晶系ＣＢｒ４－１１．１ｗｔ－％Ｃ２Ｃ１６实验证实了理论分析的规律。     

Cu-Cr合金初生相对共晶生长的影响机制研究

制备了定向凝固Cu-1.0%Cr亚共晶自生复合材料,研究了初生α相生长对共晶生长的影响机制,探讨了亚共晶合金中共晶的生长规律.研究结果表明,Cu-1.0%Cr合金定向凝固时,在初生α相间生长的共晶受到初生相生长的影响,在热场不定向和生长空间受限的双重作用下,共晶无定向地杂乱生长.初生α相的生长引起枝晶间液相溶质分布的变化,随着凝固速度的增大,初生α枝晶间液相溶质的浓度分布趋于平缓,成分趋近于CE.Cu-1.0%Cr合金在快速凝固条件下,初生α相生长改变了共晶的生长环境,致使形成非平衡凝固组织--离异共晶.     

Melting behaviour of lead and bismuth nano-particles in quasicrystalline matrix — The role of interfaces

Nanomaterials are playing an increasingly important role in modern technologies. Interfaces are crucial in nanotechnology. In this study, we have examined the stability of nanoparticles. Major emphasis is on understanding the effect of interfaces on melting. Melting behaviour of nanocrystalline interfaces, created by embedding lead and bismuth nanoparticles in quasicrystalline matrices, was studied. Sharply faceted and coherent interfaces can be related to sharper melting transitions, while irregularly shaped and incoherent interfaces can be directly correlated with lowering of melting temperatures. It is shown here that solid lead forms a high energy interface with phason strain-free quasicrystal (resulting in a lowering of the melting temperature) while bismuth forms a low energy interface with the quasicrystal (resulting in superheating, unusual for bismuth).     

镓熔点温坪复现研究

镓熔点是ITS-90国际温标中重要的定义固定点,在温度计量研究中起着重要作用。由于高纯镓从液态转化为固态时,体积膨胀约3.1%,传统玻璃外壳的镓熔点容器在冻制过程中很容易造成损坏。为了解决这一难题,设计了一种具有金属外壳的镓熔点装置,以该装置为对象,开展了2种不同镓熔点复现方法和2种不同复现装置对镓相变温坪影响方面的研究,并与国外同类型装置的性能进行了比较。实验结果表明:不同镓点容器复现的镓熔点温度在0.02 mK范围内一致,高纯镓中的微量杂质是造成差异的主要原因;外液-固界面复现方法比双液-固界面复现方法得到的温坪值低0.09 mK;不同复现装置对镓熔点温坪的影响较小。     

塑料超声波焊接过程及质量研究 I焊接过程接头熔化状态分析

采用抗冲击型聚苯乙烯 (HIPS)标准试件 ,利用热电偶测温系统对焊件接触表面的温度变化进行了实时检测 ,并利用OFV— 5 0 2型激光干涉仪对焊件下塌量的变化过程进行了研究 .发现塑料超声波焊接过程具有导能筋熔化、熔化膜形态变化、熔化挤出平衡及保压四个明显的阶段 ,这对超声焊接质量的分析具有重要的指导意义 .     

Sn-58Bi-(0~3)Ga/Cu润湿剪切性能及界面化合物的研究

采用熔炼铸造法制备了Sn-58Bi-(0~3)Ga焊料合金,研究了Ga元素含量对合金熔化特性、润湿和剪切性能的影响,并利用扫描电镜研究了Sn-58Bi-(0~3)Ga/Cu基体界面特征。结果表明,Ga元素的添加降低了合金的熔点,增大了合金的熔程,相比于Sn-58Bi合金,Sn-58Bi-1Ga焊料合金在铜基体的铺展率显著下降,剪切强度略有提高,随着Ga含量提高至2%、3%,合金的铺展率略有下降,剪切强度显著降低;Sn-58Bi/Cu界面主要组成元素为Sn和Cu,Sn-58Bi-(1~3)Ga/Cu界面上出现了明显的Ga和Cu元素偏聚界面层,结合特征点的能谱成分分析,确定了界面化合物的组成。     

The local-nonequilibrium temperature field around the melting and crystallization front induced by picosecond pulsed laser irradiation

The local-nonequilibrium model for heat transport around melting and crystallization zone induced by ultrafast laser irradiation is considered. The model predicts strong overheating during melting of the material near the interface. Moreover, the local-nonequilibrium effects lead to an interface temperature gradient steeper than expected from the classical heat flow calculations. Possible modification of the kinetics of melting to include the relaxation effects is also discussed.Paper presented at the Fourth International Workshop on Subsecond Thermophysics, June 27–29, 1995, Köln, Germany.     

深度法在Fe基合金耐熔锌腐蚀试验中的应用

熔融的液锌对Fe基合金有很强的腐蚀作用,判断Fe基合金的耐熔锌腐蚀性能对选择Fe基合金材料有重要的作用.近年来普遍采用深度法来测量Fe基合金在熔锌中的腐蚀速率.深度法具有方法简单、测量准确、腐蚀界面能够反映腐蚀过程以及多次测试的优点,已越来越被广泛地应用在Fe基合金耐锌蚀测试中.     

EBSD Characterization of the Laser Remelted Surface Layers in a Commercially Pure Mg

Laser surface melting has been applied on a commercially pure Mg. The microstructure and texture modifications encountered in the surface layers were carefully investigated by using electron backscattered diffraction （EBSD） technique. Due to the melting followed by rapid solidification and cooling, a layer having graded microstructures and texture formed. At the bottom of the melted layer, the solidified Mg grains have an elongated shape with a 〈0001 〉 basal fibre texture nearly parallel to sample normal direction, while equiaxed grains were observed in the top melted layer having a much weaker basal fibre texture. Solidification twinning and deformation twinning were found in the vicinity of the melt/substrate interface where the Mg grains grow larger due to the heating. In addition, no epitaxial type grain growth was observed at the melt/substrate interface.     

Removal of aluminum from metallurgical grade silicon using electron beam melting

Small amounts of metallurgical grade silicon were melted in an electron beam furnace in different experimental conditions in order to investigate the aluminum (Al) evaporation behavior during the electron beam melting (EBM) process. Impurity was significantly decreased in the early periods of melting at 9, 15, and 21 kW. These changes slowed down with the extension of the melting time. Moreover, the removal reaction of Al by evaporation from molten silicon during the EBM process occurred in accordance with the first order kinetics. The calculated mass transfer coefficients of Al at 1941, 1964, and 2051 K increased with the increase of melting temperature. The removal rate of Al was controlled by the transportation of Al from the bulk of silicon metal to the molten/vacuum interface within the range of the experimental temperature.     

BCu50ZnMnNiSi多元铜基钎料的研究

提出了一种含Ｎｉ、Ｓｉ的适合钎焊合金白口铸铁的Ｃｕ基ＣｕＺｎＭｎ多元钎料,并对ＢＣｕ５０ＺｎＭｎＮｉＳｉ钎料的熔化特性、钎焊工艺性能、钎料组织以及力学性能进行了研究。研究结果表明,与普通ＣｕＺｎ合金钎料比较,ＢＣｕ５０ＺｎＭｎＮｉＳｉ钎料钎焊冶金特性优异,界面冶金结合致密,尽管钎料中含有多元合金元素,钎焊后钎缝仍有较好的塑必     

铸造钛合金及其熔炼技术的发展现状

钛合金具有密度低、高温性能好、耐腐蚀性能好等优点,逐渐成为一种优异的航空航天结构材料.综述了钛合金的成形特点和发展现状,以及钛合金熔炼技术的发展现状.