凝固条件对Al—4.5Cu合金组织和性能的影响

近年来定向凝固技术的发展,对于改善铸件的单向性能十分有效。然而精铸型壳制造工序长,且是一次型,所以从成本及生产周期上看经济效果较差。简化制型工序和实现永久型或半永久型的定向凝固,是该项工作面临的一个重要课题。 本文选用金属型和典型的宽结晶温度间隔合金Al—4.5Cu作了系统实验,实现了该合金的金属型定向凝固。实验结果表明:通过控制铸件的凝固条件,可以得到预定的不同组织——粗等轴晶、细等轴晶、横向穿晶和单向柱状晶等(如图2)。对各种不同组织     

Al-Si共晶生长过程中Si相分枝的分维特征

本文研究了 Al-Si 共晶强制性稳态生长过程中 Si 的分枝特征,指出 Si 分枝簇是一类分维结构,并测出其分维值 D_f=1.74±0.10,此值同 Laplace 分维(LF)模拟值相近。而且测定结果表明D_f 同生长速度和温度梯度没有明显的相关关系,Si 相分枝是自相似的。讨论了 Si 相分枝生长的随机性问题。     

(Zr0.67Ni0.33)100-xPdx(X=0、5、10、20)非晶合金的晶化行为

通过单辊快淬制备(Zr0.67Ni0.33)100-xPdx(x=0、5、10、20)非晶态合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和高分辨电镜(HREM)研究了上述合金的晶化过程。结果表明,加入Pd后合金由1个晶化反应转变为2个晶化反应。当Pd的加入量为5at%时,初生相仍为Zr2Ni,随后部分残留非晶转变为Zr2Pd;当Pd的加入量达到10at%时,初生相为Zr2Ni和少量Zr2Pd并存;当Pd的加入量达到20at%时,初生相为明显的Zr2Pd。     

深过冷Ni—Sn共晶合金的快速凝固机制

本文通过净化法使 Ni-32.5wt-%Sn 共晶合金液获得深过冷,对该合金液在不同过冷条件下的凝固机制和组织进行了研究。结果表明:当过冷度小于约10K 时,该合金液凝固生成 Ni_3Sn相和 Ni(α)相层片共晶。在深过冷条件下,由于 Ni_3Sn 枝晶的自由生长速度远大于 Ni(α)枝晶的自由生长速度,再辉过程中,Ni_3Sn 相和 Ni(α)相不能以匹配方式生长,而由 Ni_3Sn 相作为领先相以枝晶簇方式生长。再辉过程中形成的枝晶簇,其内部 Ni_3Sn 枝晶进一步熔断粗化及 Ni(α)相在Ni_3Sn 枝晶间形成生长,最后形成非规则共晶组织。当过冷度小于130K 时,再辉之后,枝晶簇间存留有较大体积的成分仍为 Ni-32.5wt-%Sn 的合金液,这部分合金液在共晶平台阶段以层片共晶方式凝固,所以试样内部的组织由非规则共晶区和层片共晶区组成。     

Fe-Ni-Cr合金表面等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层的阻氢性能

采用等离子喷涂、气相热充氢等技术研究了在Fe－Ni－Cr合金表面喷涂氧化铝陶瓷涂层对其阻氢性能的影响．结果表明，氧化铝陶瓷涂层使Fe－Ni－Cr合金的阻氢性能明显提高，且白氧化铝陶瓷涂层较灰氧化铝涂层的阻氢效果好．     

SiC-Ni 双涂层的界面反应对 C/Al 复合材料力学性能的影响

研究了不同工艺条件下具有 SiC-Ni 双涂层的碳纤维增强 Al 基复合材料的界面反应、界面结构及其对复合材料力学性能的影响,分析了不同界面条件下复合材料的典型破坏过程。实验表明:以 SiC 涂层作为界面反应阻挡层,可有效地阻止纤维与基体的反应,保证 C/Al 复合材料在界面反应很严重的情况下仍能保持较高的强度水平。初步提出了这种复合材料保持较高强度的原因和断裂机制。     

简单形状铸件的凝固问题

用实验方法研究了A1—4.5%Cu合金,在不同的过热度下,在砂型和珍珠岩保温套中浇注的同模数平板、短圆柱体铸件的凝固时间、形状系数和铸件——铸型的界面温度等问题。由于在凝固过程中铸件和铸型之间存在间隙,所以分别测定了铸件的外表面温度和铸型的内表面温度。实验结果表明:(1)平板铸件的凝固时间均大于短圆柱体铸件的凝固时间。(2)在保温套中浇注时,可认为铸件与铸型之间有理想接触,与形状无关。(3)在砂型中浇注时,凝固期间铸件外表面温度接近的中心温度,与形状无关。铸型的内表面温度则与铸件中温度有显著差别,与形状有关。     

ACRT过程中的温度变化与测量

ＡＣＲＴ是一种新型的晶体生长技术，已成功地制备了一些优良的功能材料。作者利用自制的测温装置，测量了ＡＣＲＴ过程中的温度变化。结果表明：ＡＣＲＴ过程中液相保持时间明显延长，生长界面前沿的温度梯度极大提高。本文从流体力学传输过程研究了产生这些变化的原因。     

差压铸造铝合金的复合真空除气

本文研究了差压铸造过程中ZL201合金液的真空除气工艺,测定了不同除气条件下铝液的含氢量。试验表明:常规精炼后立即真空除气,可在较低的真空度下获得良好的除气效果。除气后,合金的常规机械性能有不同程度的提高。     

铸件凝固过程的数值模拟—凝固条件对Al—4.5％Cu合金温度场的影响

本文目的是探讨金属型铸件在获得等轴晶的条件下数值模拟的一些规律。对于同一铸件,在获得等轴晶的相同条件下,采用有限差分交替方向隐式(I.A.D)、有限差分显式和有限元三种方法进行了计算,并对三种方法的优缺点作了比较。为了提高计算精度,对如何处理凝固潜热,铸件—铸型界面热性质和初始条件等问题进行了分析。采用了三种不同折合比热函数来模拟凝固阶段潜热的释放。调整了界面的各种参数观察其对温度场的影响。符号表 T 温度 (℃) b 蓄热系数 (cal/cm~2·S·1/2·℃) t 时间 (s) v 表面换热系数 c 比热 (cal/g℃) M =△τ·k/c·p·(△x)~2 p 容重 (g/cm~3) k 在T的右上角表示时间步长数 k 导热系数 (cal/s·cm·℃) i r或x方向空间步长数 J 潜热 (cal/g) j r或x方向空间步长数 f_B 凝固阶段固相析出量与总量之比 m 液相线斜率 cj =(-J)()(cal·/g·℃) C_o 溶质浓度 x,y 直角坐标系中空间变量 T_L 液相线温度(℃) r,z 柱坐标系中空间变量 T_s 固相线温度(℃) n 边界法线方向坐标变量α导温系数(cm~2/s) r 定义域的边界线下标含义 m或M 金属或铸件 s 铸型 sm 相对于铸件的铸型界面ms 相对于铸型的铸件界面i 界面