原始组织对半固态AZ91D镁合金重熔行为的影响

采用水淬法研究了具有5种不同凝固组织的AZ91D镁合金半固态熔化过程的行为.结果表明:增加冷却速率、预变形处理和晶粒细化有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化.原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化;冷却速率越大或预变形处理以后的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并.提出半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化及部分初生相的熔化和球化完成3个阶段,不同熔化阶段的控制性因素不同.熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关.     

铸造工艺对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响

研究了金属型、湿砂型和干砂型对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响.结果表明:增加冷却速率有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化.原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化.冷却速率越大或预变形处理以后的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并.提出半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化和部分初生相的熔化和球化完成三个阶段,不同熔化阶段时,控制性因素不同.熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关.     

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。     

AZ91D合金SIMA形变组织与共晶熔化激活能的研究

研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金坯料过程中形变率对形变组织的影响, 并采用DSC技术研究了形变率与共晶熔化激活能的关系.结果表明:随着形变率的增大,合金的原始组织由树枝晶演变为碎块晶,晶粒内存在位错、孪晶缺陷;合金的共晶熔化激活能随形变率的增大而变小,当形变率达到40%时,共晶熔化激活能下降很少;共晶熔化开始温度随形变率的增大略有下降.     

形变AZ91D镁合金重熔过程中共晶激活能研究

采用DSC技术研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金坯料过程中形变率与共晶熔化激活能的关系.结果表明:形变AZ91D镁合金内部存在位错、孪晶缺陷,合金的共晶熔化激活能随变形率的增大而变小,当形变率达到40%时,共晶熔化激活能下降很少;共晶熔化开始温度随变形率的增大略有下降.     

半固态二次加热过程中喷射沉积过共晶Al-Si合金的显微组织演变(英文)

采用喷射沉积技术制备Al—27%Si合金,研究半固态二次加热过程中该合金显微组织的演变。结果表明,初晶硅在二次加热过程中发生粗化,并且粗化速率随着二次加热温度的升高而增大,液态区域凝固后出现共晶组织。在二次加热过程中喷射沉积过共晶Al—Si合金的显微组织演变可以分为3个阶段:第一阶段属于固态相转变;在第二阶段Al基体周围开始逐渐熔化,熔化区域内初晶硅粗化明显且经水淬后出现共晶组织;第三阶段与第二阶段类似,Al基体熔化。     

铝合金热浸镀Zn-xAl合金凝固组织研究

在本研究中使用Zn-xAl合金液对铝合金表面进行热浸镀,重点研究不同Al含量的Zn-xAl合金液在坩埚中凝固的铸锭组织及在铝基体表面凝固的镀层组织中共晶形貌,分析了不同冷却条件下共晶组织的形成机理及影响因素。结果表明,Zn-xAl合金液铸锭由于冷速较低,属近平衡凝固,共晶组织为典型的片层结构;Zn-xAl合金液镀层的凝固由于冷速过快,冷却速度成为共晶结构的决定因素,共晶组织为非规则共晶形貌,α富Al相呈球形、椭球形或短棒状组织。试验中不同冷却条件下,Zn-xAl合金共晶析出时其领先相均为β富Zn相。     

ZL108合金的快速凝固微观组织研究

对采用单辊旋转淬冷法制备的ZL108合金进行了差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)和透射电镜分析(TEM).试验结果表明,在快速凝固合金的衍射谱中,只有Al的衍射峰出现,且具有比常规合金小的晶格常数.在DSC分析的热流温度曲线上,合金开始熔化之前,快速凝固合金比常规合金多一个明显的放热峰.通过TEM分析得到,快速凝固ZL108合金具有无发达枝晶的亚共晶组织,由微米尺寸的晶粒和共晶区组成,共晶区中的Si颗粒达到了纳米尺寸.说明在快速凝固ZL108合金中,Si等合金元素已基本溶入Al的固溶体中,造成了溶解极限的增大和共晶点右移.     

Fe-Ni-P-B共晶合金的深过冷凝固组织演化

采用玻璃熔覆法使Fe-Ni-P-B共晶合金在不同过冷度条件下凝固,研究了其组织随过冷度的演化规律.结果表明,随着过冷度的增加,凝固组织形态逐渐从棒状规则共晶向不规则的粒状共晶组织转化.当T＜35 K时,棒状规则共晶组织随过冷度增加而逐渐细化;当35 K＜ T＜150 K时,凝固组织由团状非规则共晶与棒状规则共晶构成,且随着过冷度增加非规则共晶逐渐增多,规则共晶组织减少,共晶间距增大;当T＞150K时,获得完全非规则共晶组织.应用Jackson-Hunt共晶生长模型和枝晶熔断理论,对Fe-Ni-P-B共晶合金凝固组织形成机制进行了分析讨论.     

新型Al-Mg-Cu铝合金铸锭均匀化过程中相的变化

采用金相、扫描电镜、能谱和DSC分析方法研究了新型Al-Mg-Cu铝合金(以下简称A铝合金)半连续水冷铸锭均匀化处理过程中相的变化.结果表明,A铝合金半连续铸锭的铸态组织中存在大量非平衡凝固的含Al2CuMg和Al2Cu的共晶相,其熔化温度为505℃;在595℃12 h均匀化过程中,该合金铸锭中非平衡凝固共晶相发生溶解,合金中铸造过程形成的非平衡凝固共晶体Al2Cu全部消失,但Al2CuMg相不能完全溶解.     

热处理对不同冷速Al合金共晶相形貌及含量的影响

选取成分为Al-5.17Cu-2.63Si(合金A)、Al-4.29Cu-1.09Mg(合金B)和Al-2.09Si-1.66Mg(合金C)三元铝合金,分别进行不同冷速下的凝固实验。对比研究不同凝固速率下得到的共晶相形貌与含量在接近各合金体系三元共晶温度下热处理前后的变化行为。结果表明:同一合金冷速越慢,得到的原始组织二次枝晶间距越大,合金A的石墨型、砂型、保温型冷却组织的二次枝晶间距分别为24.17、63.32和99.88μm,合金B的二次枝晶间距分别为24.35、82.78和139.42μm。均匀化热处理的热扩散过程可以明显地溶解非平衡共晶相,由于原始组织的尺度不同,共晶相所处的溶解阶段与溶解程度不同。合金A的石墨型、砂型、保温型组织热处理后与热处理前的共晶相含量比值分别为0.44、0.49和0.68,合金B的共晶相含量比值分别为0.084、0.30和0.38。     

匀速加热过程中第二相的扩散溶解

通过求解匀速升温条件下的扩散方程，建立了匀速加热过程中扩散控制的第二相溶解模型，给出了基体中的溶质分布及第二相溶解速度的解析表达式．以Al—5.8％Cu合金为例的计算结果表明，第二相的形态和加热速率显著影响基体中的溶质分布和第二相的溶解速度．Al—5.8％Cu合金的热分析和液淬实验结果验证了所建模型的合理性.     

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。     

定向共晶组织的熔化行为

应用定向凝固／重熔技术研究了Ａｌ－Ｃｕ，Ａｌ－Ｎｉ和Ａｌ－Ｓｉ合金定向生长共晶组织的熔化行为。实验结果表明：共晶组织的熔化过程与共凝固生长过程之间不存在完全的互道性。无论是规则片状或棒状共晶组织，或是不规则片状共晶组织，其熔化过程都是共晶组织的两相首先在熔化界面上同时分解，形成各自的分散相，然后这些成分不同的分散相经过进一步溶解混合才形成成分均匀的单一液相。     

Influence of rapid solidification on Sn–8Zn–3Bi alloy characteristics and microstructural evolution of solder/Cu joints during elevated temperature aging

The effects of rapid solidification on the microstructure and melting behavior of the Sn–8Zn–3Bi alloy were studied. The evolution of the microstructural characteristics of the solder/Cu joint after an isothermal aging at 150 °C was also analyzed to evaluate the interconnect reliability. Results showed that the Bi in Sn–8Zn–3Bi solder alloy completely dissolved in the Sn matrix with a dendritic structure after rapid solidification. Compared with as-solidified Sn–8Zn–3Bi solder alloy, the melting temperature of the rapid solidified alloy rose to close to that of the Sn–Zn eutectic alloy due to the extreme dissolution of Bi in Sn matrix. Meanwhile, the adverse effect on melting behavior due to Bi addition was decreased significantly. The interfacial intermetallic compound (IMC) layer of the solder/Cu joint was more compact and uniform. Rapid solidification process obviously depressed the formation and growth of the interfacial IMC during the high-temperature aging and improved the high-temperature stability of the Sn–8Zn–3Bi solder/Cu joint.     

钛、锆变质处理对高铝锌合金凝固特性的影响

采用热分析、定向凝固－液淬技术及金相定量分析、能谱分析和差热分析等手段,研究了钛盐和锆盐变质处理对高铝锌合金凝固特性的影响。结果表明,钛和锆能有效促进初生富铝相形核,减小其析出的过冷度,显著减轻合金的非平衡凝固倾向。     

Mg-4Zn-1Mn镁合金均匀化热处理及导热率

采用光学显微镜、X射线衍射、布氏硬度测试、扫描电镜、能谱分析等方法,研究新型Mg-4Zn-1Mn(ZM41)镁合金在铸态和不同热处理状态下的显微组织、成分、硬度变化规律。用激光闪射法测定其不同状态的热扩散系数,计算得到导热率值。以空位扩散机制为基础,研究均匀化扩散动力学过程,建立此合金的均匀化扩散方程。结果表明:铸态组织枝晶偏析严重,晶界上有许多粗大的Mg7Zn3非平衡结晶相,Mn以单质形式存在于合金中。经370℃×12 h均匀化热处理后,大部分的Mg7Zn3相已溶入基体。根据实验结果和均匀化动力学计算,确定最佳均匀化处理工艺为370℃×12 h。该合金室温导热率值为125.5 W/(m.K),比常见的镁合金如AZ系、AM系、AS系等的导热性能高出1倍左右。     

固-气共晶定向凝固法测定氢在金属熔体中的扩散系数

基于固-气共晶定向凝固技术和单相合金的定向凝固原理,提出一种测定氢在金属熔体中扩散系数的方法。以Cu-H2系为例,研究氩气分压和熔体过热度对氢在金属熔体中熔点处扩散系数的影响。结果显示,不同工艺参数条件下所获得的扩散系数差别很小,且采用该方法获得的氢在金属Cu熔体中温度相关的扩散系数方程与文献中采用实验方法获得的结果吻合得较好,并验证了该方法的可行性。除Cu-H2系外,还计算了氢在金属Mg、Si以及Cu-34.6%Mn合金熔点温度熔体中的扩散系数值以及温度相关的扩散系数方程。     

Ag-Cu/Co-Sn共晶合金深过冷快速凝固反常共晶的形成研究

利用熔融玻璃净化循环过热的方法进行了Ag-Cu/Co-Sn共晶合金的深过冷快速凝固实验,并系统研究了熔体过冷度和微量Nb添加对反常共晶形成的影响。结果表明,快速凝固过程中共晶枝晶内部首先重熔形成反常共晶,随着过冷度的增大,共晶相的形貌从蠕虫状转变为球形颗粒,被重熔形成的固相颗粒将作为剩余液相形核生长的基底,Ag-Cu共晶中共晶两相形核具有非互惠性。Co-Sn共晶合金中添加Nb元素后样品内部反常共晶形成的临界过冷度由23 K降低至15 K,而表面组织中过冷度从45 K降低至30 K。由于样品表面与坩埚壁接触有利于结晶潜热消散,反常共晶形成的临界过冷度较高。Ag-Cu共晶合金温度再辉曲线上慢速凝固阶段持续的时间较Co-Sn共晶合金要长。     

Ni基合金激光熔覆层组织特征及凝固过程的研究

采用自动送粉方法,在４５钢表面激光熔覆Ｎｉ基合金粉末,较为系统地研究了扫描速度对激光熔覆层显微组织特征的影响。实验结果表明：Ｎｉ基合金粉末激光熔覆层显微组织由枝晶及块状（或针状）共晶组织构成,共晶碳化物的形态由化学成分确定;结合界面不存在白亮带,为细小亚共晶组织;离结合界面距离的增加,熔覆层组织逐渐变细,显微组织表现出明显不均匀性,提高激光扫描速度,明显细化了组织邮组织显微硬度。改善了熔覆层局部组