蠕虫状石墨的初始畸变

一、引言对蠕虫状石墨生长机理的研究,以前大多数文献只涉及蠕虫状石墨在奥氏体外壳包围下,呈蠕铁共晶团后的畸变生长。一般认为蠕虫状石墨是球状石墨雏晶畸变的结果,蠕虫状石墨在奥氏体外壳包围下生长,其端部与铁水保持接触,并与两侧的奥氏体共生,分枝生长,最后形成蠕铁共晶团。     

蠕虫状石墨结晶生长过程的研究

用LMC定向凝固技术展示了蠕虫状石墨析出、畸变、成虫的连续生长过程。实验表明,亚共晶蠕虫状石墨有其特有的生长方式,其析出的雏晶除通常所观察到的球状形态外,还发现过去未曾报道过的虫状形态的雏晶。这类雏晶在金属熔体中的奥氏体树枝晶周界上析出。观察球状雏晶的初始畸变,发现有如下三种形式:奥氏体树枝晶间畸变;奥氏体树枝晶包围下畸变;沿奥氏体树枝晶周界畸变。在实验观察的基础上,本文探讨了蠕虫状石墨特有的生长方式。     

无孕育蠕墨铸铁的热分析及凝固特性研究

采用低镧镁硅铁合金对普通铁液进行无孕育蠕化处理,借助热分析方法研究了蠕铁铁液过冷度与凝固特性之间的相关性。结果表明,在宽泛的化学成分范围内,工业蠕铁的共晶转变平衡温度约为1 160℃,硅含量增多使铁液过冷度减小,而蠕化元素含量增加会加大铁液过冷倾向,蠕铁铁液的过冷度是硅含量和蠕化元素含量共同作用的结果。在非平衡条件下,蠕铁铁液在凝固时会析出大量树枝晶组织,凝固组织由奥氏体枝晶、形态不规则的蠕墨/奥氏体共晶团和少量球墨/奥氏体共晶团组成。随着蠕化剂加入量的增大,尽管铁液过冷度先增后降,但蠕化率单调下降,凝固组织显著细化。     

无孕育蠕墨铸铁壁厚敏感性研究

采用低镧镁硅铁蠕化剂制备蠕铁铁液,探索了铸件壁厚对合金蠕化率、蠕墨和共晶团形态及基体组织的影响规律。结果表明,在无孕育工艺条件下,蠕墨铸铁的凝固组织由奥氏体枝晶、形态不规则的蠕墨/奥氏体共晶团和少量球墨/奥氏体共晶团组成,铸态组织由铁素体、珠光体和蠕虫状石墨及少量球状石墨组成。随着铸件壁厚的增大,蠕墨铸铁的蠕化率、蠕墨形态参数、蠕墨/奥氏体共晶团尺寸趋于增大,共晶团形貌团球化,而枝晶数量和珠光体数量显著减少。当铸件模数一定时,铸件边缘处的蠕化率、蠕墨形态参数和共晶团尺寸均低于心部,但枝晶析出数量高于心部。对于蠕化率较高的合金,当模数MS≥0.75 cm时,蠕化率对壁厚的变化不甚敏感,反之,敏感性较强;而对于蠕化率较低的合金,敏感性转变模数由0.75 cm降为0.5 cm。此外,无论合金蠕化率高低,其基体组织中的珠光体数量对壁厚变化均十分敏感,尤其是当铸件模数MS0.5 cm时,珠光体数量随铸件模数的增大显著减少。     

半固态灰铸铁球状初晶的形成

用控制铸造法获得了亚共晶半固态灰铸铁球状组织.用液淬法研究了无任何搅拌和其他处理条件下的球晶形成过程.结果表明,球状初生奥氏体自熔体中直接析出,并以球晶生长,而非由枝晶演化或枝晶破碎而来.这一特点与灰铸铁熔体进入铸型前过热大量散出带来的整体过冷、固相间熔体成分的均匀性和已凝固体的界面稳定性有关.     

深过冷Ni-P共晶合金凝固组织的形成和转变

采用玻璃熔覆法使Ni—P共晶合金实现了深过冷。随着过冷度的增加，其凝固组织发生了一系列的变化：晶粒逐渐细化，凝固组织从规则棒状共晶向异常粒状共晶组织转化，最后得到显微结构细小的胞状共晶团组织。利用单相枝晶状共晶的熔断模型，解释了过冷熔体形成异常粒状共晶团的形成原因。熔体在深过冷条件下形成的胞状共晶组织则可以固／液界面稳定性理论来描述。     

流变铸造半固态亚共晶高铬铸铁组织形成研究

研究了亚共晶高铬铸铁半固态球状晶的形成条件及规律。结果表明：通过控制合适的浇注温度，并对充型前的金属液进行激冷处理，同时对过冷的金属液配以适当的振动，可以获得球形或近球形的先共晶奥氏体非枝品组织；在带有倾斜板冷却体的低温浇注情况下，金属液的冲刷、流动及振动使熔体获得了均匀的溶质场和温度场，抑制了发达的先共晶奥氏体枝晶的形成，为球状晶的获得提供了条件。     

流变铸造半固态亚共晶高铬铸铁组织形成研究

采用倾斜板冷却体法制备了亚共晶高铬铸铁半固态浆制．研究了亚共晶高铬铸铁半固态球状品的形成条件及规律。结果表明：通过控制合适的浇注温度．并对充型前的金属液进行激冷处理，同时对过冷的金属液施加适当的振动，可以获得球形或近球形的先共晶奥氏休非枝晶组织；在带有倾斜板冷却体的低温浇注情况下金属液的冲刷、流动及振动使熔体获得了均匀的溶质场和温度场．抑制了发达的先共晶奥氏体枝晶的形成，为获得球状品提供了条件。     

金属型亚共晶球铁凝固特点的研究

对金属型浇注亚共晶球铁磨球的凝固特点进行了研究,在型壁激冷及高Si成分作用下,亚共晶球铁结晶时形成的晕圈铁素体较肥大,或成团块分布在球墨四周,或多个晕圈连成一片,造成基体碳量局部降低和波动。非平衡凝固时,亚共晶成分析出非平衡渗碳体,造成结晶组织异常分布;非平衡溶质稀土镧形成的碳化镧在晶界的编聚,引起晶内基体碳含量的降低,对球铁零件的结晶组织和力学性能产生不良影响。     

半固态亚共晶铝硅合金非枝晶固相的形成与演变

利用定量金相技术研究了亚共晶铝硅合金在磁搅拌连续冷却过程中一次固相的形成及演变规律。结果表明,一次固相道德在型壁上形核和长大,并具有粒状、条状和树枝状三种形状。随后,在搅拌作用下从型壁上脱落进入熔体内部,随熔体做整体运动的同时还会发生自旋运动。运动过程中,粒状晶向球形演变,条状和树枝状游离晶则会发生颈缩和熔断,增殖为若干个小的粒状晶,并最终演变成以近球形粒状非枝说的演变组织。     

在共晶温度附近球状石墨的生长方式

本文介绍了在共晶温度附近球墨核心周围形成液膜的可能性,并用半重熔水淬所得中心脱熔石墨表明:慢冷所得的球墨有的分两层,球墨中间有个界面层,也许这就是液膜最后消失之处。     

蠕墨铸铁共晶团的研究

用改进后的液淬热分析法取样,用光学显微镜、扫描电镜和层磨法,研究了蠕墨铸铁的共晶团。研究表明,蠕墨铸铁中较有代表性的共晶团可概括为蠕墨无分枝的、起源于较大石墨球的、蠕墨具有多次分枝的共晶团等三种类型;蠕墨共晶团具有外形不规则、尺寸不均一和分布不均匀的特点。文中对这些特点的成因作了分析探讨。     

旋转磁场驱使强迫流对Sn-Bi合金微观结构的影响

以Sn-Bi合金为研究对象,分析了旋转磁场对凝固组织的影响.发现旋转磁场能够消除宏观偏析、碎断枝晶和细化凝固组织,加快了熔体流动和固-液界面溶质的扩散速度,使共晶组织的层片间距变小及形成区域差别.同时,随着磁场旋转频率的增大,合金的生长形态经历了从枝晶→等轴晶→球状晶→枝晶的转变.枝晶碎断、生长形态的改变以及共晶组织层片间距变化的主要原因在于,旋转磁场加快了熔体流动,造成熔体中溶质场和温度场在分布上趋于均匀化.同时,电导率的不同造成了初生相与液体的相对运动.宏观偏析的消除是由于初生相同时受到重力、浮力和Lorentz力的合力作用的结果.分析了旋转磁场对凝固组织改变的物理机制.     

Sb变质后Al-Si合金共晶组织的不均匀性

为了研究Sb变质的Al-13Si-0.4Mg合金中共晶组织的不均匀性,采用液淬技术及光学显微镜考察Sb变质的Al-13Si-0.4Mg合金凝固过程中的组织形成过程。结果发现,在共晶反应初期,先期形成的共晶团的分枝很少,此时形成的共晶组织往往较粗大,表现为共晶Si片较厚、片间距大、分枝少;而此后的共晶反应过程中,共晶团的分枝增加,形成的共晶组织较细小,表现为共晶Si片较薄、片间距小、分枝密集。组织不均匀性的主要原因是Sb在共晶固/液界面前沿的富集程度不同,导致了Sb在共晶Si表面的吸附数量不同,从而影响了共晶Si的生长速度。     

定向凝固条件下K对Al—Si共晶合金的变质作用

介绍了定向凝固条件下K对Al-Si共晶合金固液界面稳定性、共晶Si形态尺寸及其生长动力学的影响,探讨了提高Al-Si合金机械性能的途径和K的变质机理。指出:(1)在强变质元素和一定凝固条件下,共晶Si由片状变为纤维状,并有向粒状转变的趋势。(2)K在Si晶体中和固液界面前沿的富集,封锁了孪晶生长台阶,降低了界面稳定性,使α相领先于共晶Si形核生长并促进Si产生孪晶分枝。     

蠕虫状石墨及其过渡形态的观察研究

本文利用扫描电镜对深腐蚀蠕墨铸铁试样中的蠕虫状石墨及其与片状石墨、球状石墨之间的过渡形态进行了观察研究。认为蠕虫状石墨具有层迭和螺旋两种成长方式。球状石墨畸变后并不必然形成蠕虫状石墨,蠕虫状石墨可以起源于与球状石墨不同的某种雏晶。在蠕虫状石墨与片状石墨之间可能存在某种相同的雏晶或成核条件,而铁水的物化条件影响石墨的成长方式,决定石墨最终是片状还是蠕虫状。     

过共晶球铁中奥氏体枝晶形貌分析

采用着色腐蚀金相显示球铁中奥氏体枝晶，借助扫描电镜观察球铁缩松区形貌，研究了过共晶球铁中奥氏体枝晶形貌特征、分类及形成条件。结果表明，过共晶球铁中奥氏体枝晶具有典型三维空间结构，可分两种类型，即初生枝晶和晕圈枝晶。过冷度是影响枝晶析出的显著性因素，铸件模数ＭＣ增加，枝晶数量减少，形态趋于不发达，由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。     

溶质扩散控制层片共晶生长

基于平界面溶质扩散假设,改进界面物质守恒边界条件求得了层片共晶稳态生长的溶质边界层.结果表明,层片共晶组织生长过程中沿生长方向的溶质边界层与沿界面方向的溶质边界层相关.对CBr4-C2Cl6透明合金系的分析表明,共晶合金层片组织生长过程中界面处液、固相平均成分的差值随凝固速率增大而增大.合金成分偏离共晶成分时,界面处液相平均成分与共晶成分非常接近.在给定的凝固速率下,共晶相界面处液、固相平均成分差值与层片宽度的比值随合金成分的不同而不同.     

强磁场下亚共晶Al-Cu合金初生相形核与生长行为(英文)

应用差热分析法研究了强磁场下Al-20.8%Cu(质量分数)亚共晶合金初生相形核与生长特性。差热分析曲线表明,初生相的形核温度随磁场强度的增大而降低,其生长速率则随磁场强度增大而增大。初生相枝晶由无磁场时无序生长转变为磁场下规则生长。研究表明,10T量级的磁场对Al晶体形核驱动力的影响可以忽略,初生相形核温度的降低主要归结为磁场下固液界面自由能的增加。枝晶形貌转变则源于磁场对熔体流动的抑制及铝晶体的磁各向异性。     

半固态过共晶Al-Si合金显微组织中近球形α相形成机理的研究

在电磁搅拌法制备的半固态过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的微观组织中发现了大量的近球形α相,实验证明,这种近球形α相是在共晶温度５７５℃以上开始同的。并且在重新加热至固液两相区５７５－５９０℃内保温一段时间后,这种近球形α相仍然存在,理论分析表明,在电磁 电磁搅拌产生的局部微区的高压作用下,过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金熔体中Ａｌ原子偏聚团发生合并、长大而形成α相晶核,并且α晶核生长在电磁搅拌的作用下成为近球状。