硫和铸铁孕育的关系

硫对石墨的形核和生长,对石墨化和石墨形态,有强烈的影响。研究表明,大部分石墨基底是各种元素的硫化物,大多数硫化物与石墨晶格的失配率小于12％。     

球状及蠕虫状石墨铸铁中石墨形成过程的观察

引言蠕虫状石墨铸铁的发展又进一步引起人们去研究铸铁的结晶过程以及了解那些在凝固过程中控制石墨生长形态的诸因素。一般认为蠕虫状石墨的形成是因为球状石墨衰退的结果,然而,蠕虫状石墨的生长模式却可能是更加接近片状石墨。对石墨的形核和长大过程的直接观察目前尚还不可能。因而对铸铁凝固早期各种形态石墨的研究一直进行得还不够充分。已有的研究表明球化剂的脱氧和脱硫作用改变了铁水和石墨的介面能,这对石墨的生长     

D型石墨形成条件的研究

本文通过测定加钛、稀土镁铁水中活性氧含量,对凝固过程中的试样液淬和使铁水在石墨型中凝固,研究了D型石墨的形成。把D型石墨的产生条件分为三类:过冷作用,铁水物化性质改变和两者综合作用。     

低过热度浇注弱电磁搅拌下半固态Al-30Si合金凝固特性分析

在凝固理论框架下充分揭示搅拌作用下合金凝固及颗粒形核和生长规律,对深入理解电磁搅拌条件下合金凝固组织形态演化过程具有重要意义.从搅拌对合金熔体运动状态的影响、低过热度浇注、弱电磁搅拌对形核的影响等角度对Al-30Si合金的凝固过程进行了理论分析.分析结果表明,搅拌时液态熔体的切向速度分量占主导地位,轴向和径向分量与切向分量相比很小,可视为零;在低过热度浇注、弱电磁搅拌过程中,低过热度浇注直接导致形核率大幅增加、电磁搅拌间接导致形核率急剧增加.     

流变凝固理论与随流半固态成形技术(SSMF)

基于半固态流变铸造过程中流变与凝固强耦合的特点，提出了流变碰撞形核和流变合并长大的流变凝固理论。理论认为，在强烈流动条件下，经典的结构起伏形核理论不再适用，液态金属中原子团簇(晶胚)间的碰撞合并形核成为主要形核机制，流变形核率是经典结构起伏形核率和流变碰撞形核率之和；在强烈流变条件下，初生固相之间接触碰撞，进而合并粗化长大是流变成形过程初生相长大与演变的主要机制。基于该流变凝固理论，提出了随流半固态铸造技术(SSMF)。该技术包括半固态熔体的流变制备、流变充型和流变凝固成形3个基本步骤。液态金属在流变充型的过程中随流形核和长大，并在随后的半固态成形过程发生演变和剩余液相的凝固。实现了浆料制备与工件的半固态成形制造无缝连接，能够从根本上解决半固态浆料制备、输送与充型过程的氧化、吸气等问题，是材料制备与成形一体化的零件成形新技术。     

深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的再辉与形核分析

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu-20%Pb亚偏晶合金的再辉行为,利用经典形核理论与瞬态形核理论计算讨论偏晶合金的两相竞争形核规律.结果表明,在过冷度0～238K范围内,凝固过程出现两次再辉.一次再辉由a(Cu)相的形核和生长引起,二次再辉由偏晶反应引起.过冷亚偏晶Cu-20%Pb合金凝固过程中,相恒先形核,即匀晶转变先于偏晶反应发生.     

原子尺度下凝固形核计算模拟研究的进展

形核是一级不连续相变的起点,对后续材料组织的形成及最终产品的性能具有重要影响。形核过程、机制及其控制一直是材料科学和凝聚态物理等领域中最为活跃的研究课题之一。形核过程发生在原子空间尺度及扩散时间尺度,同时还具有随机性,因此充分认识形核过程将面临极大的挑战。受实验条件的限制,目前难以通过实验方法直接观测金属凝固中晶核的形成过程。近年来,随着计算材料科学的兴起,借助于数值模拟方法,凝固形核问题研究取得了很大的进展。本文首先回顾了形核理论的发展历程,然后对当前凝固形核模拟的研究进展进行述评,并介绍本课题组近年来基于晶体相场模型在形核研究方面的工作进展,最后对形核研究进行了展望。     

快速凝固三元共晶Au-19.25Ag-12.80Ge钎料合金的形核动力学（英文）

利用经典形核理论中孕育期计算公式对快速凝固Au-19.25Ag-12.80Ge三元共晶合金的形核进行了分析,得到了各相形核孕育期与熔体温度的关系。从计算结果可以看出,对于快速凝固Au-19.25Ag-12.80Ge钎料,AuAg固溶体的形核孕育期远短于Ge相,AuAg相优先析出,是快速凝固过程中的主要形核相。根据时间依存的瞬态形核理论,对连续冷却条件下的钎料合金临界形核温度、临界形核过冷度和临界形核数进行了计算。结果表明:触发熔体形核所需的初始形核过冷度随着冷却速度的增加而增大,同时临界形核数量也增加明显。     

快速凝固三元共晶Au-19.25Ag-12.80Ge钎料合金的形核动力学

利用经典形核理论中孕育期计算公式对快速凝固Au-19.25Ag-12.80Ge三元共晶合金的形核进行了分析,得到了各相形核孕育期与熔体温度的关系。从计算结果可以看出,对于快速凝固Au-19.25Ag-12.80Ge钎料,AuAg固溶体的形核孕育期远短于Ge相,AuAg相优先析出,是快速凝固过程中的主要形核相。根据时间依存的瞬态形核理论,对连续冷却条件下的钎料合金临界形核温度、临界形核过冷度和临界形核数进行了计算。结果表明：触发熔体形核所需的初始形核过冷度随着冷却速度的增加而增大,同时临界形核数量也增加明显。     

添加钛、铌、锰、硫及镁对亚共晶灰铸铁初生奥氏体形核及生长的影响

共晶铸铁在共晶凝固时,熔体中碳的状态,即“C的微小集合体”已经被深入研究.然而时于与初生奥氏体密切相关的铁原子的状态,即“铁的微小集合体”却缺乏研究.本文作者提出,在亚共晶灰铸铁熔体中,初晶γ的形核受“Fe的富集部”的影响,而“Fe的富集部”的形成及消失与“C的微小集合体”有关.研究表明,初生奥氏体的形核过冷度、形核数和晶核生长形貌随工艺条件如过热度、保温时间和冷却速率而变化.本文讨论了在熔体的过热度、保温时间和冷却速率固定的条件下,钛、铌、锰、硫和镁这五种添加元素对亚共晶灰铸铁初晶γ的凝固过程的影响.