DSC法研究Ni镀层熔体的过冷及结晶度

将DSC技术与助熔剂（BaCl2）处理技术相结合，在不同温度下原位测试了Ni镀层熔体的过冷度。在1849K温度下（冷却速率为20K／min）获得了Ni镀层熔体的最大过冷度为411K。冷却速率在10K／min～50K／min范围内，冷却速率越大，过冷度越大。当冷却速率一定的情况下，过冷度随熔体处理温度的提高而增大，并逐步趋向于恒定。分析了Ni镀层熔体的结晶率与温度、冷却速率和时间的关系。     

多级雾化锡-铅合金的大过冷和凝固

ｎＰｂ合金经多级雾化后,得到平均粒度１０～２０μｍ的快速凝固粉末。采用差热分析（ＤＴＡ）和扫描电镜分析（ＳＥＭ）对ＳｎＰｂ多级雾化粉末的过冷度和结构进行了研究,结果表明：多级雾化的确存在熔体的大过冷,与理论预言相吻合,测得的过冷度（在低冷速下）最高时超过９０Ｋ。过冷度与熔滴成分密切相关,富Ｓｎ合金过冷度大于富Ｐｂ合金。粉末的显微组织结构强烈依赖于过冷度、形核前的冷却速度和合金成分。过冷度越大,冷速越大,组织越细小均匀。     

气保焊丝钢ER70S-G过冷奥氏体的连续冷却转变

利用DIL805A膨胀仪测定了ER70S-G钢的过冷奥氏体连续冷却转变（CCT）曲线,并结合金相-硬度法确定过冷奥氏体在不同冷却速率下的组织转变。结果表明,ER70S-G钢连续冷却过程中,冷速在0.1~0.6 ℃/s范围内时,组织为铁素体+珠光体;冷速为0.8 ℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;冷速在1~20.0 ℃/s范围内时,组织为铁素体+贝氏体。     

12Mn钢CCT曲线的测定与分析

采用热膨胀仪测定了12Mn钢在不同冷速下过冷奥氏体连续冷却转变的膨胀曲线,采用膨胀法结合金相-硬度法获得了12Mn钢过冷奥氏体冷却转变曲线(CCT曲线),研究了冷却速率对12Mn钢组织及硬度的影响规律,并应用JMatPro软件模拟了CCT曲线。结果表明,12Mn钢的Ac1和Ac3分别是692和855℃;组织主要有铁素体、珠光体和贝氏体。冷速较低时发生铁素体和珠光体转变;当冷速大于4.25℃/s时发生贝氏体转变;随着冷速提高,各组织变细,12Mn钢的硬度随冷速提高而增大。MatPro模拟结果与所测CCT曲线基本一致。     

X80管线钢的过冷奥氏体转变规律和相变模型

利用L78RITA淬火热膨胀仪研究了X80管线钢过冷奥氏体转变的相变规律,结合金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,随着冷却速率的增加,X80管线钢过冷奥氏体分别发生了铁素体、贝氏体、马氏体转变;冷速小于3℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速在3～20℃/s时,组织只有贝氏体;冷速大于40℃/s时,组织中开始出现马氏体,且随着冷速的进一步增大,马氏体的含量逐渐增多,贝氏体逐渐减少直至消失。试验钢硬度随着冷却速率的增加呈逐步升高的趋势。在CCT曲线基础上,建立了相变点温度-冷却速率关系模型,并通过回归计算得到拟合度较高的相变模型,且模型计算值与试验值之间能够很好的地吻合,证明了该相变模型的可行性。     

旋转盘离心雾化熔滴飞行动力学与凝固进程

建立了旋转盘离心雾化熔滴飞行与凝固进程的一个数学模型,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,模拟镍金属熔滴飞行与凝固的基本情况,探讨过程和材料参数的影响。结果表明:在旋转盘离心雾化中熔滴经历了一个大的过冷,其过冷度约为0.2Tm;在整个飞行期间,熔滴的冷却速率并不是常数,在熔点附近冷却速率约为5×104K/s;角速度越大,冷却速率越大,熔滴开始和完成凝固所需时间越短,雾化室可小些;熔滴过热温度对熔滴过冷度和冷却速率影响不明显,但完成凝固所飞行的距离增大,从雾化室设计角度,不宜采用大的过热温度。     

超高强度帘线钢C92DA的连续冷却特性

利用淬火热膨胀仪对C92DA钢进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的测定,对其热处理后的显微组织进行观察,对其硬度进行测定,并对选取部分冷速下的试样进行了扫描电镜下的珠光体片层间距进行观察和测定,拟合回归片层间距与过冷度的线性关系模型。最后对连续冷却转变的冷速与相变温度关系进行拟合,建立相变温度与冷却速率的关系模型。结果表明,其拟合度较高。     

冷却速率对Ni-Nb合金非平衡凝固组织的影响

采用阶梯铜模喷铸方式开展了Ni-10%Nb(质量分数)合金非平衡凝固实验,并利用Procast软件对不同铜模内径所对应的冷却速率进行了计算。综合采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对不同冷速条件下合金二次枝晶间距、溶质含量等组织参量进行表征。实验结果表明,随铜模内径减小,合金冷却速率增加,二次枝晶间距减小,枝晶主干中溶质含量得到明显提高。在此基础上,利用枝晶生长模型对不同过冷度条件下的枝晶生长速率进行了计算。分析结果表明,随冷却速率增加,凝固发生时过冷度增大,枝晶生长速度提高,溶质截留现象趋于严重,导致溶质过饱和现象发生。此外,冷却速率的提高还有利于减小液/固界面前沿溶质扩散区长度,导致二次枝晶间距减小。     

熔体过热度对Nd_9Fe_(85-x)Ti_4C_2B_x(x=10,12)磁性合金过冷度和非晶形成的影响（英文）

采用差热分析及凝固组织研究Nd_9Fe_(85-x)Ti_4C_2B_x(x=10,12)合金熔体过热度对其过冷度以及凝固组织的影响。结果表明:Nd_9Fe_(85-x) Ti_4C_2B_x(x=10,12)合金的过冷度随熔体过热度的增大而显著增大,且每种合金均出现两个对应于平均过冷度急剧增大的临界过热度。两个平均过冷度转折点的存在与过热熔体中的结构转变有关,这最终导致凝固组织中非晶相体积分数的增加。     

熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响

采用水冷铜模薄带铸造方法研究了熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响.结果表明:AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带由外层的胞状奥氏体组织、次外层的柱状铁素体枝晶组织和中心的等轴铁素体枝晶组织组成;随着熔体过热度增加,奥氏体胞晶间距和柱状铁素体二次枝晶间距随之增加,残余铁素体含量亦降低.过热度的增加降低了熔体过冷度和冷却速率,造成薄带凝固组织中枝晶间距的增加和残余铁素体含量的降低.     

Ni-B共晶合金非平衡凝固组织形态研究

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的深过冷技术,研究共晶合金Ni-3.6%B在不同的冷却速率和过冷度下凝固的室温组织变化规律。结果表明,过冷度和冷却速度都对凝固组织形态有重要影响,过冷度从16 K逐渐增加到301 K,熔断后的初生相-αNi由棒状晶转变为粒状晶,共晶组织从层片状转变为非规则点状组织;在大过冷条件下,改变冷却条件,冷却速率由真空炉中空冷、水淬、Ga-In合金淬冷和铜模激冷逐次增加,则所得室温共晶组织形态会由非规则点状转变为规则层片状。进一步理论分析表明,在小过冷条件下,共晶合金Ni-3.6%B的室温组织形态主要由过冷度决定,而在大过冷条件下,共晶组织形态则由冷却速率决定。     

高V、N微合金钢动态CCT曲线及纳米碳氮化物析出冷速敏感性

为实现对高V、N微合金钢轧制-冷却工艺过程中组织、析出相的精准控制,利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究了轧后不同冷速下实验钢的热膨胀曲线、相变规律、过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),并着重研究了微观组织演变行为、显微硬度和纳米碳氮化物析出行为对冷却速率的敏感性。结果表明：冷却速率低于3 ℃/s时,实验钢显微组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率位于3 ℃/s时,发生贝氏体相变,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;冷却速率为8 ℃/s时,珠光体组织消失,马氏体组织开始出现,基体组织由沿晶铁素体、贝氏体和马氏体组成;当冷却速率达到20 ℃/s时,基体组织中马氏体占主,并由少量先共析铁素体和贝氏体组成。此外,冷却速率对纳米碳氮化物的析出行为也具有显著影响,冷速处于1 ℃/s以内时,多边形铁素体中纳米析出相直径和数密度具有较强的冷却速率敏感性,纳米析出相直径随冷速提升显著降低,数密度随冷速提升而提高;冷速由1 ℃/s增加至3 ℃/s时,纳米析出相直径进一步降低,而数密度趋于稳定;当冷速继续增至5 ℃/s时,纳米析出相直径保持稳定,数密度呈现下降趋势。研究还发现,贝氏体组织中纳米析出相较少,贝氏体不利于纳米相析出。基于上述组织演变与析出规律的研究,工业化试制出了屈服强度700MPa以上、满足抗震要求的高V、N微合金钢。     

雾化工艺对Al-Si合金液滴凝固组织的影响

将雾化合金液滴的传热与运动方程相耦合,对合金的冷却过程进行研究,探讨液滴尺寸、气体初始速度、熔体过热度等参数对合金冷却过程及粉末微观组织的影响,并结合A390合金进行了计算。结果表明,随着液滴尺寸减小,所获得的冷却速度及过冷度增大;当液滴尺寸足够小时,液滴温度的变化趋势及合金液滴的组织将发生突变;增加雾化气体的初始速度,降低熔体过热度,可以抑制初生相的析出,有利于细化合金的组织。     

气雾化镍基高温合金粉体的过冷度和显微组织特征

雾化技术是一种获得微细球形合金粉体的有效方法,其中雾化过程中的过冷度是影响粉体性能的重要因素。本文借助DSC等实验手段,研究了粉体尺寸和冷却速度对粉体过冷度和显微组织的影响,以及粉体尺寸,冷却速度和过冷度直间的关系。结果表明,粉体尺寸和冷却速度越小,粉体冷却时的过冷度越大。同时,较大的过冷度会显著降低粉体中树枝晶的臂间距。另外,粉体尺寸越小,粉体中的胞状晶的比例越高,晶粒的尺寸也显著减小。     

冷却速率对ES355Al钢相变行为及组织的影响

采用DIL805淬火膨胀仪、金相显微镜及显微硬度计,研究了ES355Al钢连续冷却过程的相变及组织转变规律,分析了冷却速率对ES355Al钢相变及组织演变的影响。结果表明:过冷奥氏体在冷却过程中发生铁素体转变、珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。在冷速为0.2~1℃/s时,发生铁素体析出和珠光体转变;在冷速为2~7℃/s时,发生铁素体析出、珠光体转变和贝氏体转变,其中7℃/s为珠光体转变结束的临界冷速;,2℃/s、15℃/s分别为贝氏体、马氏体开始转变的临界冷速。ES355Al钢的显微硬度随着冷速增加而增加,由冷速0.2℃/s时的170 HV5增加到20℃/s时的350 HV5。     

深过冷Cu_(98)Co_2合金的凝固组织演化

采用熔融玻璃净化配合循环过热的净化技术,对Cu98Co2合金进行了系统的深过冷实验。分别采用空冷与快淬两种冷却方法,在一定过冷度和冷却速率相结合下制备出单相固溶体探讨了过冷度及冷却速率对凝固组织的影响。实验结果表明,随过冷度提高凝固组织呈现粗大树枝晶→细小粒状晶→定向细枝晶→粗大粒状晶的演化趋势,基于枝晶生长模型,解释了上述凝固组织演化规律。在大过冷度下,由于该合金具有高层错能和高形核率,再结晶和晶粒长大迅速发生,凝固组织为晶界平直的粗大等轴晶。     

深过冷Ni—50%Cu合金的晶粒细化

Ｎｉ－５０％Ｃｕ合金随过冷度的增加发生两次明显的晶粒细化过程,第一次产生于５０－１００Ｋ的过冷度范围内,第二次发生于临界过冷度２２０Ｋ之后,实验首次发现高冷度下细化合金的晶粒内含有枝晶亚结构。理论分析指出,枝晶重熔倾向的大小可用枝晶主干中最先析出的固相在再辉过程中的无量纲过热度来衡量,该无量钢过热度随原始过冷度的增加先增后减,其最大值对应于第一次细化发生的过冷度区间。热力学计算和组织分析表明,小过     

铝带铸轧凝固过程中的枝晶生长模拟

采用元胞自动机方法(Cellular Automation Method) 模拟铝带铸轧过程中晶粒的生长,模拟过程中用简化的二元合金模拟了过冷熔体中枝晶的生长,且过冷熔体中枝晶的生长模型采用LGK模型.在枝晶生长的基础上模拟了铝带在铸轧过程中冷却及铸轧速度引发的过冷度对晶粒生长的影响.结果表明,在形核率一定的情况下,过冷度越大,晶粒越大.     

DZ125高温合金过冷凝固晶粒细化机制研究

采用熔盐净化剂与循环过热相结合的方法,对DZ125高温合金晶粒细化机制进行了系统研究.在所获得过冷度范围内(0～180 K),发现两次晶粒细化,第一次产生于48～85 K,第二次产生于临界过冷度160 K之后.枝晶生长理论指出,枝晶重熔大小可以用无量纲过热度来衡量,无量纲过热度随过冷度的增大先增加后减小.理论计算和试验结果表明,小过冷下晶粒细化是由枝晶熟化重熔引起,大过冷下晶粒细化是枝晶破碎再结晶所致.     

700 MPa级高强度耐候钢过冷奥氏体连续冷却相变行为

采用热模拟试验机研究了添加Ni、Cr、Cu的车厢用微合金化耐候钢的过冷奥氏体连续冷却相变行为,并建立了试验钢的静态和动态CCT曲线。结果表明,在无变形条件下,试验钢在各冷速下均不能获得全铁素体组织,冷却速率为0.2 ℃/s时,室温组织中的铁素体含量最高,为41%,平均晶粒尺寸为36.9 μm;在施加30%变形量的条件下,试验钢在0.2 ℃/s冷速下可获得全铁素体+极少量珠光体组织,平均晶粒尺寸为17.9 μm,具有较好的耐腐蚀能力。当冷却速率在0.2~0.5 ℃/s之间(铁素体+珠光体相变区间),提高冷却速率可以增加试验钢的硬度,在施加30%变形量和0.2 ℃/s冷却速率条件下,试验钢的宏观硬度值达181 HV30。