元胞自动机法模拟Al-4．5mass％Cu枝晶生长

通过引入溶质再分配、溶质扩散、界面能各向异性和界面曲率,构建了描述合金凝固微观组织形态演变的2D元胞自动机模型。并用该模型研究了Al-4.5mass%Cu合金凝固过程中树枝晶长大过程。结果表明:该模型较好地描述了枝晶生长、晶间和枝晶偏析。凝固过程中的溶质再分配直接影响着树枝晶的生长形貌和微观偏析形成。成份过冷是液/固界面失稳的主要原因,激发二次晶或三次晶产生。二次晶生长是相互竞争的过程,在成分过冷和曲率过冷作用下,二次晶根部溶质富集程度大,出现明显的"颈缩"。在枝晶生长过程中,枝晶间会形成小范围、高溶质浓度的孤立液体区域,形成晶间偏析或点偏析,树枝晶形貌对晶间偏析程度影响较大。在各枝晶臂上,先凝固部分溶质浓度较后凝固部分溶质浓度低,并且中心溶质浓度较边缘处溶质浓度低,形成枝晶偏析,枝晶偏析在枝晶的亚稳态生长阶段更显著。     

Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金定向凝固枝晶分裂与取向偏转

为了研究Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金定向凝固组织的形成规律,文中通过对比分析试样上端最终过渡区与稳态生长区成分分布,准确界定Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金中的溶质与溶剂,并计算出平衡溶质分配系数与偏析度,采用液相淬火方法分析不同抽拉速度下Mo_(0.2)FeCoCrNi高熵合金固液界面形貌。对比分析铸态组织与不同抽拉速度高熵合金定向凝固组织,研究树枝晶尖端分裂与晶体生长的取向关系。研究结果表明:在2～200μm·s~(-1)的抽拉速度范围内均存在树枝晶尖端分裂情况,随着抽拉速度的增大枝晶主干变短,枝晶分枝变长,枝晶两分枝的夹角变大。树枝晶尖端两分枝的竞争生长,导致枝晶主干发生偏转,逐渐与热流方向平行。     

铁碳合金凝固过程微观溶质偏析模型分析

为了选择正确的微观溶质偏析模型研究铁碳合金的凝固过程,利用Thermo-Calc商业软件计算了不同碳含量下铁碳合金的固相线温度、液相线温度和碳的平衡分配系数,利用数值方法研究了不同微观溶质偏析模型下铁碳合金的固液界面温度和无量纲液相溶质浓度.数值结果表明：文献中常用的碳平衡分配系数不准确;C lyne-Kurz模型和Sche il模型不能准确地预测固液界面温度,B rody-F lem ings模型不能正确地预测碳偏析,建议采用杠杆模型和大中逸雄模型计算铁碳合金凝固过程的微观溶质偏析.     

扩散控制的强制性枝晶凝固

本文对SCN基模型合金和金属合金Al—Cu进行了强制性枝晶生长的实验研究,测量并讨论了枝晶端部温度、枝晶端部溶质成分和有效溶质分配系数及其变化规律。分析了强制性枝晶生长过程的扩散传输,指出强制性生长动力学机制受控于枝晶端稳定性行为。实验结果进一步揭示了强制性枝晶凝固的规律。     

热处理对单晶镍基合金成分偏析与持久性能的影响

为了考察热处理工艺对成分偏析及持久性能的影响,通过不同条件的热处理及微区成分分析,研究了固溶温度对合金中枝晶臂/枝晶间区域难熔元素偏析的影响.根据DSC曲线分析、组织形貌观察及持久性能测试,研究了热处理工艺对合金持久性能的影响.结果表明：铸态合金中元素Cr、Co、Mo、Re富集于枝晶干,元素Al、Ta、W等富集于枝晶间,经高温固溶处理可明显降低难熔元素在枝晶臂/间的偏析程度.根据DSC曲线确定出合金的初熔温度为1325℃,并制定出合金的热处理工艺.经较低温度固溶处理,合金中难熔元素的偏析程度较大,形成的筏状γ′相与应力轴方向成45°角,合金具有较短的持久寿命;而经1320℃高温固溶处理,元素的偏析程度减小,可较大幅度地提高合金的持久寿命.     

Mn对铸造K325合金凝固组织和元素偏析的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)技术,研究了Mn含量对铸造K325高温合金凝固组织和元素偏析的影响。研究结果表明,Mn元素添加对合金晶粒度和二次枝晶间距无明显影响,却明显促进Nb、Mo元素偏聚于枝晶间,增大合金的偏析倾向。Mn元素的添加,使得Mn元素由正偏析元素变为负偏析元素,但Mn元素对合金铸态组织中第二相析出行为并无明显影响。     

一种合金枝晶凝固微观溶质再分布统一模型

简要概述了合金枝晶凝固微观偏析解析模型化研究进展。基于对具有任意枝晶形貌及任意固相反扩散(SBD)效应的合金凝固过程中微观／宏观溶质传输行为模型化，提出了微观溶质再分布新模型，并进行了不同凝固速率、不同枝晶形貌及SBD效应的Ae-4．5％Cu合金与Fe-0．5％C基碳素钢枝晶凝固的模型对比计算。研究表明，所建模型具有包含多种影响因素与统一性的特点，以及模型计算的可行性与有效性。     

DC铸造7075铝合金微观偏析的量化分析

采用直接水冷半连续铸造（DC铸造）工艺制备7075铝合金铸锭.利用电子探针（EPMA）观察合金元素在样品中的分布,并通过绘制元素分布图判断合金元素在基体中的分布趋势.由于合金相的形成,Zn,Mg和Cu元素易在晶界偏聚;Cr和Ti作为形核质点,易在晶粒中心偏聚.利用5种排序方法处理收集到的电子探针数据,分别绘制成分曲线.通过比较成分曲线和排序方法适合度（GOF系数）得出,等级排序法和加权等级排序法比较适于分析DC铸造7075铝合金的微观偏析.分析计算得到的初始溶质分配系数kinit发现,F-G排序法夸大了合金元素的微观偏析,而加权等级排序法则减小了合金元素微观偏析的趋势.     

一种合金枝晶凝固微观溶质再分布统一模型

简要概述了合金枝晶凝固微观偏析解析模型化研究进展。基于对具有任意枝晶形貌及任意固相反扩散(SBD)效应的合金凝固过程中微观/宏观溶质传输行为模型化,提出了微观溶质再分布新模型,并进行了不同凝固速率、不同枝晶形貌及SBD效应的Al-4.5％Cu合金与Fe-0.5％C基碳素钢枝晶凝固的模型对比计算。研究表明,所建模型具有包含多种影响因素与统一性的特点,以及模型计算的可行性与有效性。     

凝固参数对定向凝固合金DZ22枝晶特性的影响

采用ＺＭＬＭＣ超高梯度定向凝固装置，研究了不同凝固参数下定向凝固高温合金ＤＺ２２的枝晶特性．结果表明，冷却速率增大，枝晶臂间距显著细化，枝晶偏析被强烈抑制．当冷却速率为５４．２Ｋ·ｓ－１时，一次、二次枝晶臂间距λ１和λ２分别为２８．μｍ和８．４μｍ，Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｗ等元素的偏析比均趋近于１     

Modeling solidification structure evolution and microsegregation under pressure condition

1. IntroductionPressure casting is widely used in many domains,such as nonferrous alloy casting and special shapecasting. In general, there are two kinds of pressurecasting, one is low-pressure casting, and the other ishigh-pressure casting. Solidificatio…     

磨球零件的凝固与机械性能研究

用彩色金相法分析研究了金属型球铁磨球非平衡凝固过程和特性.结果表明:过共晶球铁凝固时出现非平衡奥氏体;亚共晶球铁凝固时出现晕圈铁素体和非平衡渗碳体相;在柱状晶与等轴晶过渡区中存在着偏聚物.对凝固过程中结晶组织变异的原因进行了分析,提出了改善球铁磨球的显微组织及机械性能的控制措施.     

高能解离流动物性计算

为准确进行电弧喷射推力器非平衡流动分析,对高能解离流动化学动力学过程、热力学性质、输运性质和电磁特性进行了数值计算．采用有限速率化学动力学模型计算解离组分,采用基于配分函数法和维里系数法的曲线拟合计算热力学性质,采用经典Chapman-Enskog方法获得多组分混合气体输运性质,采用由电子运动方程和统计力学碰撞理论推导出的公式计算电导率和电子漂移率．通过计算示例了温度在3．0×103～2．0×104K和压强为0．1 Pa～1 MPa范围的N2解离物性．     

冷冻干燥技术制备非晶态粉体的机理研究

利用XRD,SEM研究了冷冻干燥技术制备非晶态粉体的形貌及其形成过程,建立了快速冷冻条件下溶质粒子偏聚模型,结果表明:冷冻干燥技术制备的粉体为表面光滑的无定形态,形貌主要为片状和条柱状,有少量六边形态,低温冷冻时,水以冰的形式冻结,溶质以盐的形式析出,形成冰盐两相;空气回温时,非晶冰向晶态冰转化,微晶粒盐偏析到冰相界面,冰晶大小和形态不同导致非晶态粉体呈现不同形貌,溶液浓度较高时,主要是片状和条柱状非晶态粉体;溶液浓度较低时,盐的偏聚与溶液浓度本身无关,易出现六边形态的非晶态粉体。     

新型细化剂对K4169高温合金微观组织的影响

研究了新型晶粒细化剂对K4169高温合金枝晶组织、元素显微偏析和合金相的影响。实验结果表明：在同一浇注温度下，细晶铸造试样的一次枝晶主轴长度较普通铸造试样明显缩短，但二者的二次枝晶臂距没有显著差别。晶粒细化后，晶粒的形态由普通铸造组织中的树枝晶向细晶组织中的粒状晶转变，而反合金中主要元素Fe、Cr、Nb、Mo和Ti的偏析减轻，这些均有利于提高细晶铸件的机械性能。另外，MC型碳化物和Laves相的尺寸、数量和形貌在晶粒细化前后变化不大。     

金属塑性成形过程的时域区段划分

为了解决三维体积成形有限元数值模拟所面临的技术困难，模型元方法从方法学与工程塑性理论方面找到一种解决问题的途径。为使在复杂的三维体积成形过程中能清晰地划分出不同的模型单元，并使每个模型单元均有较准确的理论模型与之相对应，在划分模型单元前必须对金属塑性成形过程在时域上划分出不同的时域区段。文中讨论了金属塑性变形过程时域区段划分的原理与方法，并对几种主要的金属塑性成形过程进行时域区段的划分。     

城市内河底泥与上覆水的污染物相互关系试验研究

针对福州市晋安区水系5个点位的河道底泥与其上覆水,开展有机质、总氮总磷、重金属污染物含量试验,采用分配系数定义底泥污染物和水中污染物的浓度比值,通过有机质、总氮总磷、重金属污染物的分配系数分析底泥其与上覆水中污染物的关联性,导入分配系数标准差与相关系数的关系,探讨底泥与上覆水污染物的关联度,进而明确其关键影响因素。结果表明：不同污染物在底泥与其上覆水中的分配比重不同,上覆水与底泥中污染物的相关系数差异较大,污染物分配系数越稳定,底泥与其上覆水中污染物的相关性越高;底泥中黏粒含量、有机质含量及塑性指数对污染物分配系数具有显著影响,污染物分配系数均随底泥黏粒含量的增加而增大,重金属分配系数随着底泥有机质含量的增加而增大;有机质分配系数与总氮分配系数随塑性指数的增大大致呈增大趋势,各重金属分配系数的对数值与底泥塑性指数之间具有良好的线性关系。