大过冷Ni-Sn合金的凝固行为及组织的研究

在悬浮熔炼装置上采用玻璃包熔及反复热循环处理工艺,可使Ni-25.3wt％sn亚共晶合金以较慢的冷却速度获得凝固前的大过冷熔体,其最高无量纲过冷度(θ=△AT/T_L)达到0.29。结果表明:随着过冷度的增加,枝晶间距大大细化,并且枝晶形态由树枝晶向非枝晶转变;随着离开试样表面的距离增加,其剖面组织中枝晶间距呈现明显的粗化,用X射线衍射分析表明:在大过冷熔体的凝固组织中存在着亚稳相Ni_4Sn。     

快速凝固Al-Cr-Zr-Nb合金的显微组织及析出过程

利用透射电镜 (TEM )、能谱分析 (EDS)和X射线衍射 (XRD)技术研究了快速凝固Al-Cr -Zr -Nb合金的显微组织及析出过程。结果表明 :在快速凝固条件下 ,形成等轴晶和胞状晶结构 ,Zr、Cr、Nb元素固溶在过饱和Al基固溶体中。而在随后的 35 0℃× 2h退火处理后 ,有少量Al13Cr2 相和亚稳超点阵Ll2 -Al3Zr相析出 ;经 5 0 0℃×2h退火处理后 ,亚稳Ll2 -Al3Zr相转变为稳定相DO2 3 -Al3Zr,并有大量Al13Cr2 相析出。Al基点阵参数的变化与上述时效过程相一致     

钨-镍-铜高比重合金烧结时液相凝固机理的探讨

本文通过对烧结合金W-Ni-Cu液相凝固过程的研究,发现液相凝固类似于熔融合金的凝固,亦有形核和在温度梯度为负时的枝晶生长,不同之处是已有一个末溶的颗粒存在,从而,末溶相往往可以作为新相的核心,长大就依靠烧结时溶解-沉淀过程而长大。     

Cr含量对一种单晶高温合金凝固行为的影响

为获得Cr元素在新一代单晶高温合金中的作用,在真空定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备Cr的质量分数为2%和4%的两种单晶高温合金,保持其他合金元素含量不变,用JMat Pro软件计算、光学显微镜、扫描电镜、热分析等方法研究Cr含量对单晶高温合金凝固特征和凝固组织的影响。结果表明:随着Cr含量的增加,合金的固相线、液相线降低,固溶热处理窗口变窄,而糊状区宽度增加,γ′相含量和组织不稳定性增加;合金一次枝晶间距稍有减小,共晶含量增加,合金元素的枝晶偏析程度增加;合金枝晶干、枝晶间的γ′相尺寸减小,其均匀化和立方化程度稍有增加。     

快速凝固Al-5Si-0.3Ti合金显微组织层次的研究

本文利用透射电子显微分析技术研究了旋铸急冷Al—5Si—0.3Ti合金的显微组织特征。从晶粒位向关系的角度划分为三个结构层次:第一层次为具有大角度晶界的晶粒;第二层次为并行排列的晶粒(存在大角度位向差);第三层次为具有小角度位向差的胞晶组织和枝晶组织。在这些结构层次的分析基础上,结合旋铸急冷工艺特点对其形成机制进行了探讨。     

喷射沉积过程对快速凝固Al－Li合金组织形态的影响

采用新型的喷射沉积快速凝固工艺制备了Ａｌ－３．８Ｌｉ－０．８Ｍｇ－０．４Ｃｕ－０，１３Ｚｒ合金，对其沉积态组织及合金凝固过程进行了初步分析。半凝固态试验合金雾滴沉积时撞击打碎的枝晶和重熔脱落的枝晶臂可作为新的晶核长，在沉积体内形成大量细小，均匀的等轴晶组织。在当地冷却速度较快的沉积坯底部边缘区域还发现存在另外两种组织形态：层状结构和原始颗粒结构。沉积体内部基本上避免了较大的缩孔，减弱了粉末冶金材料原始颗粒界面的问题，但在基本上仍然分布着一定数量、形状各异的孔隙。     

生长速率对NiAl-43V(Dy)合金定向凝固组织的影响

用高温梯度定向凝固液态金属冷却技术(LMC,GL=310 K/cm)制备NiAl-43V-x Dy(质量分数x=0,0.05%)过共晶合金,研究定向凝固生长速率对两种成分合金固液界面形态和稳态区组织演变影响,同时对比研究微量Dy对NiAl-43V合金定向凝固组织的影响。结果表明:在6~150μm/s内两种合金固、液界面均为胞枝共存界面;两种合金凝固组织均由初生V相和共晶组织(片层V相+NiAl相)组成,随生长速率增大,合金凝固组织中枝晶析出增多,枝晶体积分数增大,共晶组织和枝晶得到细化。在NiAl-43V合金中加入质量分数为0.05%的Dy使Gibbs-Thompson系数减小,在相同生长速率下,微量Dy可使共晶层间距减小,溶质原子重新分配,枝晶尖端过冷度降低,枝晶体积分数减小,枝晶间溶质原子浓度增加使一次枝晶间距增大;微量Dy可抑制初生枝晶生长。     

凝固条件对半固态合金组织影响的研究

对不同温度下的半固态ZA9合金凝固过程中的传热和流动行为进行模拟,测量出合金在不同工艺下的温度场分布,获取不同温度场下的金相图,并计算出其对应温度下的凝固率和晶粒的形状特征尺度。结果表明:温差较大的晶粒成型速度较快,合金的传热性较高;对合金采用机械振动和机械搅拌后,枝晶碎断,使晶粒大大细化,半固态合金内部的温度场分布趋于均匀,从而改善合金组织性能。     

快速凝固高强度高导电Cu-Cr合金的组织和性能

采用单辊快速凝固方法获得了Ｃｕ－０．８Ｃｒ微晶合金,对淬态及时效处理后合金的 导电性及显微硬度进行了系统研究。研究结果表明：快速凝固Ｃｕ－０．８Ｃｒ合金经适当的时效 处理,可以在保持高导电率的前提下,大幅度提高合金的硬度。在５００℃时效３０ｍｉｎ,导电率 为８２％ ＩＡＣＳ,显微硬度为HＶ１８５。     

车用Mg-Gd-Nd-Sb-Zr合金高温蠕变行为及组织演变研究

通过SEM、TEM和蠕变试验机研究不同温度下Mg-8Gd-2Nd-0.5Sb-0.6Zr(质量分数/%)合金高温蠕变行为,分析其组织演变,并通过计算合金的蠕变激活能分析蠕变机制。结果表明:加载应力10 h后,合金进入稳态蠕变阶段,随着温度升高蠕变性能差异明显增大;高温高应力情况下,组织上观察不到网状析出相,滑移线较多,存在孪晶,位错密度较高,此时网状析出β′相已经完全转变为颗粒状β相;蠕变温度在200、250、300℃下的应力指数为3.5、4.6和5.8,蠕变激活能为77.8、86.8、99.6 k J/mol。合金低温时受位错交滑移机制控制;高温时受扩散机制控制。     

合金元素对RS-PM Al-Li合金组织和性能的影响

本文采用快速凝固技术制备了四种不同合金的Al—Li合金粉末,粉末体经冷压、真空除气、真空热压致密化,之后热挤压成捧材。研究了合金元素Cu、Mg、Zr对合金组织结构与性能的影响。讨论了影响合金组织与性能的原因以及改善合金塑性的可能途径。     

纤维/二元合金复合材料凝固过程的数值模拟

根据合金凝固过程中的守恒定律和传输原理,建立了纤维／二元合金复合材料的凝固模型。利用所建立的模型,对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ复合材料的凝固过程进行了数据模拟,研究了复合材料固时溶质传输和分 及其对纤维／基体界面的影响。模拟结果与实验结果吻合较好。     

振动凝固细化晶粒的新进展

作者们首次采用受控凝固和受控振动相结合的实验装置和实验方法,在金属凝固过程中引入各种不同形式的振动,抓住凝固固液界面这一中心环节,较为系统地揭示了①纵向稳态正弦振动对固液界面凝固参数的影响;②纵向稳态正弦振动和其他各种振动波形以及横向宽频冲击振动对树枝狀晶固液界面形貌及组织性能的影响;③高能超声参振凝固对细化晶粒及改善第二相形状的影响。实验表明,为了获得最佳的细化晶粒效果,参振频率最好与凝固固液相区的特征共振频率吻合。实验还表明宽频冲击及高能超声参振凝固细化晶粒的效果显著,简单实用,预期有重要的应用前景。     

铝合金压力凝固组织特征

对LY12铝合金和Al-5.45Si合金液态模锻时结晶凝固过程的传热特点与组织形态进行了实验研究,首先实验测定了机械静压力以及模具预热温度和加压开始时间等工艺参数对凝固速度的影响,在此基础上实验分析了压力与主要工艺参数对二次枝晶间距、共晶体片间距的影响,进而说明了压力对相的形态分布的影响。     

抽拉速率对定向凝固NiAl-43V合金组织演化的影响

采用定向凝固技术制备Ni-28.5Al-43V过共晶合金,研究初始过渡区和稳态区在不同抽拉速率下的组织形态转变,对初生α(V)相和(α+β)共晶竞争生长进行理论计算。结果表明:在恒定温度梯度GL=310 K/cm,NiAl-43V过共晶合金初始过渡区凝固过程在低速抽拉速率下(v=(2~6)×10^-6m/s)经历胞状初生α(V)相+(α+β)共晶、枝晶α(V)相+(α+β)共晶两个阶段;中速抽拉速率(v=(10~60)×10^-6m/s)经历条状初生相、胞状初生α(V)相+(α+β)共晶、枝晶α(V)相+(α+β)共晶3个阶段;高速抽拉速率(v=(90~150)×10^-6m/s)下条状初生相阶段逐渐消失,演变为中速的后两个阶段;在抽拉速率条件下(v=(2~150)×10^-6m/s),固液界面依次经历平、胞枝、枝晶的形貌转变;初生相和共晶界面生长温度相同时,临界生长速率v1=4.31×10^-6m/s和v2=6.796 285×10^-2m/s,与生长速率v=2×10^-6m/s时的共晶组织基本吻合。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织号性能

用单辊快速凝固（RS）薄带在330℃热挤压制备了直径中14mm的AZ91D合金棒材，用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化，研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现，热挤压后RS薄带之间焊合良好，挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55．9％；屈服强度高77．6％；伸长率与铸态相当；维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后，快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化，伸长率却提高了5．6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的α—Mg单相固溶体中有少量β—Mg17Al12相脱溶析出，而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出，室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织，而且和挤压加工过程密切相关。     

以金属间化合物为基的快速凝固新型高温合金

本文简要回顾了新型高温结构材料的发展概况,阐述了金属间化合物的主要性能,说明了应用合金化方法和快速凝固技术改善金属间化合物的性能、研制新型高温合金的基本原理,具体介绍了几种以金属间化合物为基的快速凝固高温合金的研究成果。