熔体过热对定向凝固界面形态稳定性的影响

熔体过热处理的弛豫过程和引起的不可逆过程使熔体状态变化出现滞后效应,从而影响定向凝固界面形态稳定性.在熔体过热处理后的结构滞后状态下,合金熔体的粘滞性η减小.非平衡溶质分配系数κ增大（在κ0<1的条件下）,同时成分过冷度也趋于增加.当过热处理温度T 低于合金的临界过热温度T C时,随着T 提高,η值减小和κ值增大,增加了平界面的稳定性;当过热处理温度T 高于合金的临界过热温度T C时,随着T 提高,成分过冷度有显著增大,又导致了平界面的失稳.     

液态结构对Al-Cu熔体过剩自由能的影响

通过分析Miediema模型和亚规则溶液模型在描述Al-Cu合金过剩自由能上的差异，提出了一个新的二元合金热力学模型。该模型考虑了液态结构因素对二元合金热力学性质的影响。与实验测定的溶液过剩自由能进行的比较表明，该模型具有良好的实用性。使用该模型可以计算熔体中不同成分的有序原子团对Al-Cu二元合金热力学性质的影响。     

强磁场对MnBi/Bi过共晶定向凝固组织的影响

进行了纵向强磁场下MnBi/Bi过共晶定向凝固实验研究.发现磁场使得MnBi相的形态发生了明显变化,对于Bi-0.82wt％ Mn过共晶MnBi/Bi定向凝固组织,在无磁场条件下,当生长速度V=5 μm/s,温度梯度GL =50℃/cm时,MnBi按照小平面生长,形成中空六方形和“V”字形结构;施加磁场条件下,随着磁场强度的提高,MnBi相呈小平面生长的趋势逐渐增强.并且发现磁场的存在使得MnBi相明显粗化,相间距增大.从晶体生长学和磁学的角度分析了强磁场对过共晶MnBi/Bi定向凝固组织的影响.     

EFFECT OF MELT SUPERHEATING ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF A357 ALLOY

ＥＦＦＥＣＴＯＦＭＥＬＴＳＵＰＥＲＨＥＡＴＩＮＧＯＮＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＡ３５７ＡＬＬＯＹ①ＬｉＰｅｉｙｏｎｇ１，２，ＪｉａＪｕｎ，ＧｕｏＪｉｎｇｊｉｅ，ＬｉＰｅｉｊｉｅ，ＳｈａｏＧａｏｌｉａ...     

定向凝固速率对Nb-Si系原位复合材料组织和性能的影响

采用光学悬浮晶体生长炉制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf六元体系原位复合材料试棒,并对其定向微观组织、压缩性能和抗氧化性能进行了研究.结果表明:定向复合材料主要由Nb固溶体和β-Nb5Si3相组成,低的生长速率有助于定向组织的形成.力学性能测试表明,良好的定向组织有助于提高材料的抗压性能,以6 mm/h生长的定向凝固试样在1250 ℃的抗压强度约为396 MPa;定向生长速率对复合材料的抗氧化性能没有太大影响,其氧化动力学接近直线规律,观察到严重的内氧化现象,抗氧化能力无明显改善.     

连铸钢水过热度对铸坯凝固的影响

连铸钢水的过热度是影响铸坯内外质量和产量的关键因素之一,因此在生产中控制过热度及其波动十分重要,为此要准确估计出钢后到连铸中间罐的钢水热损失,而根据生产数据和经验构筑的控制过热度的过程模型具有应用价值。     

结晶初期熔体流动对半固态合金粒状初晶形成的作用

采用控制熔体结晶法制得颗粒状组织半固态ZL101合金,研究了结晶初期熔体流动对粒状初晶形成的作用。结果表明：粒状晶的形成除受浇铸温度影响外,还与熔体充型方式有关,常用的上铸充型可使初生α相粒化,而充型平稳的底铸所得组织仍以树枝晶为主,680℃浇铸后自然凝固组织为树枝状;相同条件下,在液相线温度附近对熔体施以极短时的搅动,便得到粒关α组织,数值模拟揭示了熔体充型及结晶初期温度和流速的变化。液相线温度附近的熔体流动是粒状晶形成的关键。     

熔体流动对Mg-H共晶二维定向凝固的影响

利用金属/气体共晶二维定向凝固的方法制备出放射状多孔金属.凝固过程中,气孔的生成使熔体体积膨胀,从而导致凝固界面前沿出现剧烈的熔体流动.Mg-H系实验结果显示,横向对流会影响气孔的生长方向,促进气泡逸出以及降低气孔分布的均匀性.通过合理的铸型结构设计以及选择适当的工艺参数,可以将剧烈而有害的横向对流限制至一个较低的程度,从而制得高质量的气孔均匀分布的放射状多孔镁.     

抽拉速率对定向凝固Al-4％Cu合金枝晶界面特征的影响

采用Al-4%Cu合金,对不同抽拉速率下定向凝固枝晶界面特征进行了研究.结果表明,当抽拉速率从100 μm/s增至600μm/s时,一次枝晶间距随抽拉速率的增大而减小.在枝晶固/液界面存在枝晶干的凸起,其平-凸-平-凸的程度随抽拉速率的增加呈现先加强后减弱最后几乎消失的规律.随着抽拉速率的增大,枝晶尖端温度先升高而后降低.采用KGT模型和非平衡效应研究了枝晶界面温度,分析了尖端过冷度和尖端成分对枝晶界面特征的影响,得到非平衡凝固枝晶尖端过冷度的计算方程.界面平-凸-平-凸的程度与枝晶尖端成分和尖端过冷度有关.     

电磁搅拌对2219Al-Cu合金焊缝组织及

2219Al-Cu合金进行脉冲MIG焊时，加入电磁搅拌可降低焊缝处固-液界面前沿液相的温度梯度，增加非均质形核率，促使粗大、方向性很强的柱状晶转变为细小的等轴晶；沿晶界和枝晶间分布的α（Al）-CuAl2共晶均匀化；提高了焊缝中Cu元素分布均匀性，形成高密度的GP区，促进θ′相非均质形核．电磁搅拌使接头抗拉强度由296．4MPa增加到326．0MPa，接头系数由63％上升到70％，延伸率由4．7％增加到7．6％．     

电磁搅拌对2219Al-Cu合金焊缝组织及力学性能的影响

2219Al-Cu合金进行脉冲MIG焊时,加入电磁搅拌可降低焊缝处固-液界面前沿液相的温度梯度,增加非均质形核率,促使粗大、方向性很强的柱状晶转变为细小的等轴晶;沿晶界和枝晶间分布的α(Al)-CuAl_2共晶均匀化;提高了焊缝中Cu元素分布均匀性,形成高密度的GP区,促进θ′相非均质形核.电磁搅拌使接头抗拉强度由296.4MPa增加到326.0MPa,接头系数由63%上升到70%,延伸率由4.7%增加到7.6%.     

EXPERIMENTAL RESEARCH ON DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF Al－4．5wt％Cu ALLOY BY ACRT METHOD

ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬＳＯＬＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＯＦＡｌ－４．５ｗｔ％ＣｕＡＬＬＯＹＢＹＡＣＲＴＭＥＴＨＯＤＪＩＥＷａｎｑｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅ...     

高密度脉冲电流对A356铝合金低温熔体凝固组织的影响

研究了高密度脉冲电流的A356铝合金低温熔体凝固组织的影响。实验中对680和630℃的低温熔体施加脉冲电流处理。对比试验和凝固曲线测试结果表明。低温熔体中施加脉冲电流有利于增大凝固过冷度，提高冷却速率。缩短凝固时间。细化凝固组织。同时，经脉冲电流处理后，随熔体的保温时间延长。凝固组织逐渐粗化。分析认为，低温熔体结构比凝固过程本身更能影响最终凝固组织。     

Fe含量对快凝铝铁合金凝固过程的影响

用热力学及非平衡动力学理论研究了Ｆｅ含量对快速凝固铝铁高温合金的显微组织及快凝过程的影响机制。结果表明：随着铁含量的增加，快凝条带中的微胞晶区（ＺｏｎｅＡ）体积分数呈下降趋势；由于合金中存在初生相，从动力学上减弱了合金的过冷及凝固速度。     

定向凝固冷速对Ti-O超细夹杂物析出的影响

采用定向凝固法模拟了由纯铁与钛铁制备的样品在凝固过程中二次枝晶臂间溶质富集时Ti-O夹杂物的析出情况,考察了冷却速率对Ti-O超细夹杂物尺寸、数量及分布的影响,验证了凝固过程微观偏析和Ti-O夹杂生成耦合模型.结果表明,随着冷速增高,夹杂尺寸减小,数量增多,分布更均匀.在10K/min(模铸),100K/min(方坯),200K/min(中厚板)冷速下夹杂的平均直径分别为1.87,1.09,0.82μm,夹杂数量分别为0.31×104,1.98×104和3.27×104 mm-3.利用凝固过程溶质富集析出Ti-O超细夹杂物是可行的.     

凝固速率跃迁对定向凝固Al-40%Cu过共晶合金初生Al_2Cu相的影响

采用高温度梯度定向凝固装置进行了Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金的定向凝固实验,研究了凝固速率跃迁过程中的凝固组织演变.结果表明,当定向凝固速率从10μm/s跃迁减速到2μm/s时,由于固/液界面附近的液相成分向共晶点成分变化以及耦合共晶组织的界面生长温度高于初生Al_2Cu相的界面生长温度,合金凝固组织从初生Al_2Cu枝晶和Al/Al_2Cu共晶组织转变为全耦合层片共晶组织.组织转变过程中,板条状的初生Al_2Cu相先分解成小尺寸的初生相,然后小的初生相逐渐被共晶组织所取代,这种组织转变是凝固界面前沿液相中溶质扩散不足造成的,而不是由合金中存在的热及溶质对流引起的.在初生相生长形态中,由于凝固速率跃迁引起的界面前沿液相中Cu成分富集,造成凝固界面生长温度升高,Jackson因子α变小,Al_2Cu初生相由小平面相向非小平面相转变.     

混合稀土对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究了添加混合稀土（0．02％-1．2％,质量分数）对AZ91D镁合金晶粒大小、枝晶大小、共晶组织、凝固曲线特征参数和力学性能的影响．结果表明,混合稀土与合金中Al8（Fe,Mn）5或ε-AlMn相反应生成Al—RE—Mn三元相,减少了合金熔体中异质形核核心的数目,从而导致晶粒和枝晶的粗化;混合稀土还与Al反应生成Al11RE3相,消耗了部分Al,使得共晶组织减少．在砂型凝固条件下,随着混合稀土添加量的增加,AZ91D镁合金的初晶形核最低温度从595．2升到597．3℃;共晶最低温度先从427．7升到431．2℃,再降到428．7℃;共晶生长温度先从428．7升到431．8℃,再降到429．9℃;共晶再辉温差则存在波动．添加混合稀土降低了AZ91D镁合金的室温强度,但提高了合金的高温强度和延伸率．     

EFFECT OF EXTRUSION TEMPERATURE ON PROPERTIES OF Al-Fe-X ALLOY

ＥＦＦＥＣＴＯＦＥＸＴＲＵＳＩＯＮＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＯＮＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＡｌ－Ｆｅ－ＸＡＬＬＯＹ￥ＷａｎｇＲｉｃｈｕ；ＬｉＷｅｎｘｉａｎ；ＬｉＳｈｏｎｇｒｕｉ；ＺｅｎＹｕｘｉａｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａ...     

多元Al-Cu系合金凝固过程中显微偏析的计算模拟

以物质守恒方程,液固界面平衡方程为基础,提出一个反映多元合金系中组元间相互作用的凝固模型,并从应用的角度出发,对该模型进行了合理的简化,利用这个模拟对合金元素在多元Ａｌ－Ｃｕ系合金凝固过程中的行为进行计算模拟,所得的情况与实验结果相一致,表明这个多元系凝固模型可以为多元Ａｌ－Ｃｕ系合金化设计作出有效的预测。     

恒定磁场作用下Al-Pb合金快速定向凝固

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行了快速定向凝固实验,考察了磁场强度对凝固组织的影响,分析了磁场的作用机理.结果表明,恒定磁场能显著减弱熔体对流,提高凝固界面前沿液-液相变过程的空间均匀性,减缓液滴的碰撞凝并速度,使凝固试样中的弥散相粒子最大和平均尺寸减小,粒子尺寸分析布范围变窄,有助于获得弥散型偏晶合金凝固组织.