DZ125高温合金过冷凝固晶粒细化机制研究

采用熔盐净化剂与循环过热相结合的方法,对DZ125高温合金晶粒细化机制进行了系统研究.在所获得过冷度范围内(0～180 K),发现两次晶粒细化,第一次产生于48～85 K,第二次产生于临界过冷度160 K之后.枝晶生长理论指出,枝晶重熔大小可以用无量纲过热度来衡量,无量纲过热度随过冷度的增大先增加后减小.理论计算和试验结果表明,小过冷下晶粒细化是由枝晶熟化重熔引起,大过冷下晶粒细化是枝晶破碎再结晶所致.     

过冷Ni50Cu50合金的二次枝晶间距

过冷Ｎｉ５０Ｃｕ５０合金的二次枝晶间距随过冷度的增加并不以简单的幂函数规律减小,在４０－１２０Ｋ过冷度范围内有一反常的变化,理论分析指出这是枝晶生长从低过冷下的溶质扩散控制向高过冷下的热扩散控制转变过程中一次枝晶尖端半径的上升所致。与常规凝固合金相比,深过冷合金的二次枝晶在凝固过程中发生剧烈的粗化。     

低过冷Cu70Ni30合金熔体凝固组织粒化机制

采用熔融玻璃净化技术,使大体积Ｃｕ７０Ｎｉ３０合金获得２７０Ｋ深过冷,在宽过冷范围内合金不同过冷度区间的凝固组织演化表明,存在２类晶粒细化和２类不同的枝晶花样,其中,介于３８Ｋ－１２０Ｋ过冷区间,由于再辉过程中的化学过热,首先发生了枝晶熔断,熔断后的枝晶段在界面能驱动下,通过晶界移动形成了第一类晶粒状晶。     

过冷Ni-1at%Fe合金晶粒细化及再结晶机理分析

通过熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究了过冷Ni-1at%Fe合金的微观组织演化及再结晶。通过再辉后快淬和空冷实验对比,证明大过冷下的细化组织是再结晶的产物。结合无量纲过热度的计算,系统考察了合金凝固组织随过冷度的演化规律。研究发现合金的凝固组织在所获得的过冷度范围内发生了两次晶粒细化,第一次细化归因于枝晶的熟化和重熔导致的高度发达树枝晶碎断,第二次细化归因于应力积累导致的再结晶。     

Pb-Bi亚共晶和包晶合金的快速凝固

采用硅油净化法使大体积Ｐｂ－５０％Ｂｉ亚共晶合金和Ｐｂ－２９．２％Ｂｉ包晶合金分别获得了４５Ｋ（０．１１ＴＬ）和１１７Ｋ（０．２３ＴＬ）的过冷度,并对这两种合金快速凝固过程中ε金属间化合物相的组织开矿及随过冷度的变化规律进行了探讨,对于Ｐｂ－５０％Ｂｉ亚共晶合金,实验发现ε相以枝晶方式生长,随着这冷度的增大,ε相枝晶细化显著,最大过冷度处一次和二次枝晶间距细化达一个数量级,同时在过冷度达４５Ｋ的试     

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。     

亚偏晶Cu-Pb合金的深过冷快速凝固

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了亚偏晶Cu-Pb合金过冷熔体凝固组织演化规律。研究表明:在试验过冷度10～302K的范围内,其凝固组织形态经历了两次变化过程:第一次是在10～207K过冷度范围,由粗大的枝晶重熔形成了第一类粒状晶;第二次发生在207～302K过冷度区间,合金组织中的第一类粒状晶转变为高度细化的细枝晶,组织因细枝晶再结晶向准球状晶粒转变。     

深过冷Cu50Ni50熔体凝固的定向枝晶组织

在高真空度下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在宽的过冷度范围内,研究了Ｃｕ５０Ｎｉ５０合金凝固组织开头演化过程。结果表明,随着过冷度增大,凝固组织发生了３次转变。其中,当１２０Ｋ（ΔＴ＾＊２）〈ΔＴ〈１９２Ｋ（ΔＴ＾＊３）时,凝固组织发生第２次转变,由粒状晶演变为定向生长的深过冷枝晶。通过组织观察和过冷熔体枝晶生长过程的计算发现,快速凝固形成的枝晶在再辉和再辉结束后枝晶熟化过程被高度抑制     

过冷DD3单晶高温合金凝固组织演化

用复合熔盐净化与循环过热相结合的方法,研究了ＤＤ３单晶高温合金过冷熔体凝固组织的演化规律,获得了最大过冷度２１０Ｋ,在所获得的过冷度范围内,其凝固组织的形态发生三次突变;第一次是在过冷度为３０Ｋ时,因枝晶熟化,重熔,高度发牵树枝晶转变为第一类粒状晶;第二次发生在过冷度为７８Ｋ时,因枝晶熟化抑制,组织转变为细枝晶;当过冷度大于等于１８０Ｋ时,组织因枝晶发生碎断和再结晶而转变为第二类粒状晶     

偏晶合金Ni—31.44％Pb过冷组织粒化机制

利用溶融玻璃净化、循环过热相结合的方法对Ni-31.44%Pb(质量分数）偏晶合金宽过冷区间组织演化规律进行研究。结果表明：随过冷度的增大,凝固组织发生三次转变。其中当△T＞242K时,合金组织发生第三次转变,由细密枝晶骤燃粒化为过冷粒状晶。通过组织观察和过冷熔体枝晶生长过程的理论计算发现,快速凝固过程中液相变速率骤然增加,引起枝晶全面碎断,然后在枝晶块表面能和就变能的驱动下,晶界移动,发生碎晶合并－再结晶是形成过冷粒状晶的原因。     

深过冷Fe-80at%Ni凝固组织

采用熔融玻璃与循环过热相结合方法使Fe-80at%Ni合金熔体获得了340K的大过冷,对Fe-80at%Ni过包晶合金在宽过冷范围内凝固组织进行研究。结果表明：在小过冷范围（ΔT〈28K）,凝固组织为普通树枝晶;当28K〈△T〈54K时,凝固组织为不规则粒状晶;当54K〈△T〈70K时,凝固组织为树枝晶;当70K〈△T〈210K时,凝固组织转变为细小的粒状晶;当△T〉210K时,凝固组织为粗大的晶粒。随着过冷度的增加,凝固组织发生了两次粒化和一次粗化过程,分别为由小过冷树枝晶向第一类粒状晶的转变,由大过冷树枝晶向第二类粒状晶的转变和由细小粒状晶向粗大晶粒转变。粒化机理分别是枝晶重熔,枝晶碎断＋再结晶和极大的表面能导致小晶粒合并。     

GRAIN REFINEMENT IN BULK HYPERCOOLED Ni_(50)Cu_(50) ALLOY

1.IntroductionNi-Cuisatypicalbinarysolid-soIutionalloysystemwherefine-grainedequiaxedmi-crostructurescanbeobservedwhensolidifiedatsmallandlargeulldercoolings,whereascoarsedendriticgrainonesarefoundatintermediateundercoolings[1-3].Thedifferencebetweencoarsedendriticgrainsandrefinedequiaxedgrainsingrainsizecanbeaslargeastwoordersofmagnitude.Themicrostructurecharacterizedbyeithercoarsedendriticgrainsorrefinedequiaxedgrainsdependsontheundercooling,AT,atwhichsolidifica-tionstarts.Thetransitionbet…     

过冷Ni—2Pb单相偏晶合金的组织粒化

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究了过冷Ni-2Pb单相偏晶合金的组织粒化机制。在22～280K过冷度范围内,Ni-2Pb合金组织发生两次粒化。当22K<ΔT<66K时,合金组织由普通树枝晶渐变为第一类粒状晶;当ΔT>88K时,合金组织由第一类粒状晶转变为深过冷树枝晶;当ΔT>187K时,合金组织骤然粒化为第二类粒状晶。BCT模型分析表明第一类粒状晶的粒化机制为枝晶熔断再结晶机制;第二类为枝晶碎断再结晶机制。     

过冷Fe75Ni25合金晶粒细化机制的研究

采用熔融玻璃净化结合循环过热的方法，对过冷Fe75Ni25合金的晶粒细化机制进行了系统的研究，在所获得的过冷度范围内，发现了两次晶粒细化现象，基于理论计算和对实验结果的分析，系统考察了合金的晶粒细化机制，结果表明，第一次晶粒细化（56K〈△T〈145K），是由于重熔引起的枝晶骨架的破断；而第二次晶粒细化（△T〉209K），则是快速凝固收缩产生的应力导致枝晶碎断，并在应变激活能和晶格畸变能的共同作用下引发再结晶的结果。     

STRUCTURAL EVOLUTION OF UNDERCOOLED SINGLE-PHASENi-2wt%Pb MONOTECTIC ALLOY

1. IntroductionDendrite is the common growth manner of undercooled single-phase alloys, and recentinvestigations['] revealed that there are three critical undercoolings, ATI, ATZ and aT3,during the solidification process of this kind of alloys. Within the undercooling range of aTIand aT2, the solidification structure undergoes the first change from common dendrites, (less than ATI) to the first class granular grains (higher than aTI). When the undercoolingis higher than aT2, the change f…     

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.     

STRUCTURE FORMATION OF UNDERCOOLED Fe-30Ni ALLOY

1. IntroductionFine grained structures generally have weakened microsegregation, reduced anisotropyand improved mechanical properties etc., so great interest hajs been focused on the grainrefinement occurring in single phase alloys undercooled beyond a critical value aT* since itwas first observed in 195911). Several attempts have been made to explain this phenomenon.Some ones attributed it to the copious nucleation during solidification[1--3], while the othersthought that the refined grains i…