过冷Cu-Pb偏晶合金的凝固热力学分析

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法实验研究了Cu-34.15%Pb偏晶合金在0~204K的宽过冷度区间的冷却曲线。实验结果表明,Cu-34.15%Pb偏晶合金在较小过冷时只有一次再辉,较大过冷时有两次再辉,偏晶反应中液相L2恒为初生相。根据经典形核理论和冷却曲线讨论了偏晶合金的两相竞争形核规律,并推断出Cu-Pb合金偏晶反应中液液相变焓ΔHL的取值范围为5×108~1.8375×109J.m-3。研究发现,ΔHL的大小对于偏晶反应中的α相和L2相的两相竞争形核起着至关重要的作用,需要精确地测定。     

深过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固行为和微观组织

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究Cu-37.4%Pb偏晶合金过冷熔体凝固组织的演化规律和熔体过冷度及形核率对相分离的影响.研究表明:对于偏晶合金,当过冷度<150 K时,由于初生相L2的长大被抑制,形成Pb分布在α枝晶间的均匀凝固组织;当过冷度>150 K时,随着过冷度的增大,由于Ostward熟化和凝并的加强,L2液滴尺寸增加,导致L2的液相分离,凝固组织中的Pb颗粒尺寸经历由小变大的过程,直至发生分层.     

Fe-Sn偏晶合金的深过冷快速凝固组织

采用3m落管实验装置研究了Fe—Sn偏晶合金深过冷快速凝固组织。结果显示在大的过冷度下，亚偏晶合金，偏晶合金和过偏晶Fe—Sn合金均获得了组织均匀的两相共生组织，表明在过冷条件下偏晶相图具有与共晶相图相似的偏晶共生区。在过偏晶合金中，富Sn液相优先聚集生长，具有调幅分解生长特征；而在亚偏晶合金中，领先形成相为Fe的固溶体，它以形核长大的方式进行。在Fe—26．2％Sn亚偏晶合金中，首次获得了绝对稳定平界面生长单相组织，实际的溶质分配系数kv→l，经计算，获得绝对稳定平界面生长的临界过冷度为588K，ΔT＝0．4TL，对应的生长速度为38．3m／s。     

过冷条件下 Cu-34.15%Pb偏晶合金凝固规律

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合获得熔体深过冷的方法,使Cu-34.15％Pb（质量分数）偏晶合金获得了最大204K的大过冷度。研究了Cu-Pb偏晶合金凝固组织随过冷度的演化规律,探讨了深过冷下合金的凝固机制,发现合金在小过冷度（〈147K）情况下只有一次再辉,而在大过冷度下（≥147K）有两次再辉现象。研究表明：合金在小过冷度下a（Cu）相和厶液相基本同时形核,而在大过冷度下则是富Pb的厶液相先形核,随后在更大的过冷度下a（Cu）相形核并开始凝固。不同过冷度下合金的凝固组织均由a（Cu）相和Ph相组成。随过冷度增大,a（Cu）枝晶细化,Pb相尺寸变小。在97～161K过冷度区间内,试样中有热裂出现。在174～204K的过冷度区间内,组织出现明显分层。     

深过冷Ni-31.44%Pb偏晶合金快速凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究了Ni-31．44％Pb偏晶合金宽过冷区间的凝固组织演化规律；从形核热力学和动力学两方面分析过冷熔体中稳定相(α)和亚稳相(L2)两相的竞争形核规律。研究结果表明：过冷Ni-31．44％Pb偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长，首先形成α枝晶骨架，再辉重熔后分布于枝晶间的残余掖相按照正常凝固模式进行分相／偏晶等后续反应。     

过冷Ni-31．44％Pb偏晶合金凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究Ni-31.44%Pb偏晶合金宽过冷区间凝固组织演化规律;结果表明,过冷偏晶合金在快速凝固阶段首先形成枝晶α骨架,再辉重熔后分布于枝晶间的残余液相按照平衡凝固模式进行后续反应;在0～286K过冷范围内,当ΔΤ＜50K时,合金凝固组织为粗大枝晶α+枝晶间Pb相;当70＜ΔT＜232K时,凝固组织为细密枝晶α+枝晶臂上细小的Pb颗粒+枝晶间Pb相;当ΔT＞242K时,凝固组织为过冷粒状晶+均匀细小的Pb颗粒+少量尺寸较大的枝晶间Pb颗粒,过冷粒状晶的粒化机制属于枝晶碎断-再结晶机制.     

过偏晶合金Ni-40%Pb深过冷凝固组织

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究过冷Ni-40%Pb(质量分数)过偏晶合金的组织演化规律. 结果发现 过偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长; 当ΔT《50K时, 合金组织为粗大枝晶+枝晶间Pb相+团块状Pb相; 当100《ΔT《198K时, 合金组织宏观偏析严重; 当ΔT＝292K时, 合金组织呈粒状晶, 第二相均匀弥散分布. 分析表明凝固组织宏观偏析与快速凝固阶段固液相变速率和体系残余液相分数有关; 粒状晶粒化机制属于枝晶碎断再结晶机制.     

深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织的细化机制

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu-20%Pb亚偏晶合金的凝固组织,用BCT-LKT枝晶生长模型对深过冷凝固过程的热力学参数进行了计算,分析了过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的凝固机制.结果表明,在低过冷度下,Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织由粗大的Cu枝晶和Pb相组成.随着过冷度的增大,Cu枝晶和Pb相细化,Pb相分布均匀.但在不同的过冷度范围,凝固组织细化机制不同.过冷度小于200 K时,快速凝固阶段结晶潜热集中释放造成的温度回升引起枝晶大量重熔是枝晶细化的主要因素;过冷度大于200 K时,枝晶高速生长导致枝晶各部位的不均匀收缩及枝晶骨架间液相的高速流动会使枝晶受力产生碎断,枝晶重熔和枝晶碎断共同作用使得枝晶发生细化.     

微重力电磁模拟过偏晶Cu-Pb合金的凝固

利用微重力电磁模拟的方法，对过偏晶Cu-40Pb合金熔体的凝固进行了试验研究。研究表明：在模拟微重力的环境下，施加的电磁力可使合金熔体在不混溶区内获得准失重状态，抑制了合金熔体中L2(Pb)相产生的Stockes沉积效应，在凝固组织中得到熟化后粗大的α(Cu)枝晶，S(Pb)相分布在α(Cu)枝晶间，从而消除了该合金在凝固过程中出现的重力偏析现象。     

Cu-10%Pb亚偏晶合金的急冷快速凝固研究

采用急冷快速凝固试验装置研究了Cu-10wt%Pb亚偏晶合金的快速凝固和晶体生长特性,理论分析了合金的冷却速率与组织形态之间的相关规律.研究结果表明,在急冷快速凝固条件下,Cu-10%Pb亚偏晶合金中的(Cu)相以枝晶方式生长,富Pb相或以方块状弥散分布于枝晶内部,或呈网状分布于枝晶间隙.随冷却速率增大,形核率明显增大,凝固组织显著细化,其均匀性大幅度提高,组织形态由粗大枝晶向细小等轴晶转变.     

添加新元素改善Cu-Pb难混溶合金组织的研究

一般Cu-Pb合金难以混溶，有严重的成分偏析。改善Cu-Pb合金组织的方法有多种。通过合理添加新元素可获得较理想的Cu-Pb组织。分析表明。添加新元素后两相结构均匀，颗粒内互溶良好。     

深过冷Cu_(98)Co_2合金的凝固组织演化

采用熔融玻璃净化配合循环过热的净化技术,对Cu98Co2合金进行了系统的深过冷实验。分别采用空冷与快淬两种冷却方法,在一定过冷度和冷却速率相结合下制备出单相固溶体探讨了过冷度及冷却速率对凝固组织的影响。实验结果表明,随过冷度提高凝固组织呈现粗大树枝晶→细小粒状晶→定向细枝晶→粗大粒状晶的演化趋势,基于枝晶生长模型,解释了上述凝固组织演化规律。在大过冷度下,由于该合金具有高层错能和高形核率,再结晶和晶粒长大迅速发生,凝固组织为晶界平直的粗大等轴晶。     

块体纳米材料深过冷制备技术的进展

块体纳米材料是纳米材料的重要组成部分,制备块体纳米材料是实现纳米材料大范围应用的关键。介绍了块体纳米材料的深过冷制备技术,以及这种方法存在的问题,并在此基础上论述了块体纳米材料的应用及发展趋势。     

深过冷BFe30-2合金凝固组织演化

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了BFe30-2合金过冷熔体凝固组织的演化规律。研究表明:在过冷度39～203K的范围内,其凝固组织的形态有三次变化过程:第一次是在39～118K过冷度范围,随着过冷度的增加,凝固组织中枝晶明显细化且同时存在枝晶重熔形成的第一类粒状晶;第二次发生在118～174K过冷度范围,因枝晶熟化被抑制,形成的第一类粒状晶转变为高度细化的细枝晶;第三次发生在174～203K过冷度区间,组织因细枝晶再结晶转变为均匀的准球状晶粒。     

新型高强铝合金的热变形行为及组织演变

采用高温压缩实验研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在温度300~450℃、应变速率0.001~10 s-1和压缩变形程度30%~80%范围内的热变形行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力-应变曲线特征。动力学分析获得该合金热变形的应力指数和激活能分别为4.97和150.07 kJ/mol,表明合金的热变形主要受扩散所控制。金相组织观察发现,随着变形温度的升高或应变速率的降低,变形组织晶内析出相逐渐溶入基体组织,晶内组织逐渐趋于均匀;同时粗大的晶粒沿变形方向拉长,晶界难溶相的碎化和弥散化程度增大。TEM和EBSD(electron back-scattered diffraction)组织分析表明,该合金在高温压缩变形过程中组织演变主要是亚晶的形成和完善的过程,热变形组织演变机理为动态回复和大应变几何动态再结晶。     

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.     

熔剂净化对Al－4．5wt％Cu合金过冷及组织的影响

采用盐类熔剂对大体积Ａｌ－４．５ｗｔ％Ｃｕ合金进行净化处理，研究了熔剂净化对Ａｌ－４．５ｗｔ％Ｃｕ合金过冷及组织的影响。通过大量的实验研究证明：粘性熔剂更能有效地去除合金中的异质核心，使合金获得较大的过冷度；随着过冷度的增大，合金的宏观组织由细小的等轴晶逐渐过渡到粗大的柱状晶，其临界转变过冷度为４０℃；二次枝晶间距随过冷度的增大而增大，其转变过冷度为５０℃。