抽拉速率和过热温度对Zn-5%Al合金定向凝固界面的影响

采用Zn-5%Al合金,对不同抽拉速率和过热条件下的定向凝固界面进行研究。结果表明,当合金熔体的过热温度为450℃时,随着抽拉速率从1.1μm/s增加到11.1μm/s,液固界面呈现平面—细胞—胞枝变化,与一般的界面形态演化相符;当熔体的过热温度为610℃时,在相同的抽拉速率条件下,液固界面呈现平胞—平面—枝晶变化,不同于一般的界面形态演化。采用界面稳定性动力学理论分析了抽拉速率和过热温度对液固界面的影响,得出定向凝固界面稳定性变化,存在着若干个由抽拉速率和过热互相制约决定的分界点。     

熔体过热历史对Ni基高温合金定向凝固界面形态的影响

在控制温度梯度、抽拉速率等工艺参数相同的条件下,首次发现熔体过热历史对Ni基高温合金定向凝固界面形态具有显著影响．随着熔体过热温度的提高和过热时间的延长,液固界面稳定性降低;相反,随着低温静置时间的延长,液固界面稳定性提高．熔体热历史对定向凝固液固界面形态影响的根本原因在于对熔体结构状态的改变,进而影响凝固过程.     

8090Al—Li合金定向凝固界面形态与溶质偏析

本文阐述了定向凝固参数对8090Al-Li合金固液界面形态和溶质偏析行为的影响。结果表明:当下拉速度R<0.13mm/min(温度梯度G_L=130℃/cm)时,可得到平面凝固组织,当R>0.75mm/min(G_L=130℃/cm)时,可获得枝晶组织,且R越大,枝晶越细小。胞晶组织存在范围很窄,元素Cu偏析较严重,杂质元素Fe,Si也有很大偏析,界面形态对溶质偏析行为有显著影响。以粗枝晶凝固时,偏析比较大,凝固组织粗大。     

生长速率对NiAl-7.8Mo亚共晶合金定向凝固组织及界面形态的影响

采用高温度梯度定向凝固装置制备了NiAl-7.8Mo亚共晶合金,系统研究了生长速率对合金凝固时界面形态、枝晶生长及初生相析出的影响。随生长速率的增大,固液界面依次呈现平、胞枝、枝的形貌转变,初生β相的一次枝晶间距λ1在胞晶生长阶段逐渐增大,而在枝晶生长阶段λ1又逐渐减小;二次枝晶间距λ2随生长速率的增加一直减小。初生β相的析出量随生长速率的增加而增加。分析结果表明:生长速率增加导致熔体过冷度增加,使得NiAl初生相形核率增加,最终导致初生β相的析出量随生长速率的增加而增加。     

生长速率对NiAl-7.8Mo亚共晶合金定向凝固组织及界面形态的影响

采用高温度梯度定向凝固装置制备了NiAl-7.8Mo亚共晶合金,系统研究了生长速率对合金凝固时界面形态、枝晶生长及初生相析出的影响.随生长速率的增大,固液界面依次呈现平、胞枝、枝的形貌转变,初生β相的一次枝晶间距λ1在胞晶生长阶段逐渐增大,而在枝晶生长阶段λ1又逐渐减小;二次枝晶间距λ2随生长速率的增加一直减小.初生β相的析出量随生长速率的增加而增加.分析结果表明:生长速率增加导致熔体过冷度增加,使得NiAl初生相形核率增加,最终导致初生β相的析出量随生长速率的增加而增加.     

铌硅化物基超高温合金整体定向凝固组织和固/液界面形态演化

采用有坩埚整体定向凝固技术研究了铌硅化物基超高温合金在不同过热温度下的定向凝固组织和固/液界面形态演化.研究结果表明:在抽拉速率均为15μm/s的条件下,当过热温度为1950℃时,定向凝固组织由初生铌基固溶体(Nb_(ss))枝晶和耦合生长的花瓣状(Nb_(ss)+γ-(Nb,X)_5si_3)共晶组成;当过热温度为2000和2050℃时,凝固组织为耦合良好的花瓣状共晶;但随着过热温度进一步提高到2100和2150℃,凝固组织演变为粗大树枝状Nb_(ss)和细小共晶.随着过热温度的提高,固/液界面形态出现树枝状界面→胞状界面→树枝状界面的形貌变化.     

凝固速率对Nb-Ti-Si基合金整体定向凝固组织及固/液界面形态的影响

在2050℃的熔体温度下,在自行研制的定向凝固炉内实现了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金的有坩埚整体定向凝固.采用XRD,SEM,EDS等方法分析了凝固速率分别为2.5,5,10,20,50和100μm/s时的整体定向凝固组织、组成相的择优取向及固/液界面形貌,并讨论了其共晶生长机制.结果表明:合金的定向凝固组织主要由沿着试棒轴向排列的横截面为多边形的柱状初生(Nb,X)_5Si_3(X=Ti,Hf,Cr)相与耦合生长的层片状Nbss/(Nb,X)_5Si_3共晶团(Nbss表示铌基固溶体)组成.横截面上共晶胞界明显.当凝固速率由2.5μm/s变化到100μm/s时,定向凝固组织细化,固/液界面经历粗胞状→细胞状→胞枝的演化过程.Nbss/(Nb,X)_5Si_3共晶两相较低的熔化熵及其前沿较大的动力学过冷度是形成规则共晶的主要原因.     

Al-1.5%Cu合金定向凝固界面形态演化（英文）

采用定向凝固方法研究Al-1.5%Cu合金枝晶-胞晶转变界面形态演化。结果表明,与以往的演化规律不同,凝固组织演化是逐步进行的,在抽拉速率为30~1500?m/s的范围内,凝固组织呈现多样化。枝晶-胞晶转变规律如下:枝晶→条带胞状枝晶→细长型胞晶和枝晶的混合组织→细长型胞晶占主导的胞枝混合组织。根据这种现象,进一步从理论方面研究枝晶-胞晶转变。枝晶尖端形状是枝晶-胞晶转变的重要参数,由于枝晶-胞晶转变偏离平衡凝固,因此,在计算过程中考虑非平衡凝固,得到枝晶-胞晶转变发生在尖端半径最小处。     

定向凝固的界面形态转变SCIEI

采用透明模型丁二腈—1.1％乙醇合金,从界面形态发展的时间相关性的角度,对平-胞转变和胞-枝转变进行了实验研究。实验结果表明,忽视界面形态发展的时间相关性,会导致过高估计平-胞转变速度和胞-枝转变速度。提出了一种确定平-胞转变条件的渐进线方法。确定了胞-枝转变速度随温度梯度变化的规律。     

熔体过热处理对定向凝固界面形态及稳定性的影响

介绍了固液界面形态及稳定性的判据,即成分过冷理论和绝对稳定理论;简述了国内熔体过热处理的研究;详细阐述了熔体过热处理影响定向凝固界面形态及稳定性的现象及理论研究.并对今后熔体过热处理在定向凝固技术中的研究方向作了展望.     

Zn-5%Al合金凝固特性的研究

采用差热分析和金相定量统计，研究了Zn-5％Al合金的凝固特性。对球形共晶团析出过程的传热进行了解析分析。考察了冷却速度对共晶结晶过冷度、共晶层片间距和共晶团大小的影响，并从理论上进行了解析推导。结果表明，共晶结晶过冷度(△T)与冷却速度(V)的1／4次方成正比的关系；共晶层片间距(A)与冷却速度(V)的1／4次方成反比的关系；共晶团大小随着冷却速度的增加而减小。     

附加外力作用下的合金定向凝固研究进展

在定向凝固条件下,通过施加电磁搅拌、机械旋转搅拌以及匀速旋转坩埚等外力作用,可以改变金属的凝固行为,结果表现为生成不同的分层组织,而且对组织的细化程度、层片间距也产生不同的影响。     

一炉双流连续定向凝固方法

阐述了自制的一炉双流连续定向凝固装置的原理及特点，对不同拉速下纯铝铸锭的表面状态及凝固组织进行了研究。结果表明，拉坯速度慢或固液界面靠近结晶器出口处，表面质量好；拉坯速度增加，柱状晶的数目经历由少增多的过程。     

离心定向凝固的过共晶Bi—Mn合金组织形态对磁性能的影响

对过共晶Bi-Mn合金（5％Mn)有用离心定向凝固的工艺进行研究表明，适当的工艺参数下可形成内外分层组织，而中心为在Bi中均匀分布着粗纤维状的MnBi化合物；测量表明，这样的组织使其其磁学性能大大提高，其原因在于MnBi本身的晶型各向异性及形状各向异性的共同叠加。     

单向凝固中温度梯度和凝固速度对铝硅合金共晶生长形态的影响

对Al-13Si-0.2Sr-0.35Mg合金进行了一系列单向凝固实验,研究了界面前沿温度梯度GL和生长速度R对铝硅合金共晶生长形态的影响。结果表明,GL和R对Sr变质的非小面-小面Al-Si体系共晶生长的影响符合界面稳定性理论,随着R的增大和GL的减小,界面前沿成分过冷变大,共晶体生长形貌经历了从平界面失稳到胞状晶、胞状树枝晶、柱状树枝晶和等轴晶转变。     

强脉冲磁场对Al-Cu共晶合金定向凝固组织的影响

用自行研制的脉冲磁场发生装置，研究了在强脉冲磁场作用下Al-Cu共晶合金的定向凝固组织，分析了脉冲磁场强度对合金定向凝固组织的影响。结果表明：脉冲磁场对Al-Cu合金凝固组织有着显著的细化作用：脉冲磁场强度对细化效果起着关键性的作用；同时指出了实验中的新现象和新问题。     

Fe-Cr-C过共晶原位生长复合材料定向凝固的研究

采用液态金属冷却的定向凝固设备，研究了过共晶高铬铸铁（2．96％C-27．22%Cr）原位生长复合材料的定向凝固组织和性能。结果表明，初生碳化物和共晶碳化物均为M7C3型碳化物；初生碳化物以包抄方式生长，逐渐形成闭合六边形环状；随着凝固速度的增加，初生碳化物的大小和体积分数均减小；初生碳化物横截面的显微硬度为2000HV左右，纵截面为1450HV左右；随着凝固速度的增加，抗拉强度呈马鞍型变化，当凝固速度为15μm／s时，抗拉强度最大，可达1913MPa。     

真空熔炼氩气保护下连续定向凝固铜管的制备技术

采用自行研制的真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出具有连续柱状品组织的铜管铸坯,分析了铜管铸坯生产中熔体温度、连铸速度、冷却水量,结晶器等对其的影响.分析了在连续定向凝固过程中组织的淘汰机制.实验结果显示,合理参数范围分别为熔体温度1 130～1 170℃、牵引速度20.8～70.0mm/min、冷却水量800～1 000L/h、真空度6.6～20Pa.     

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。