熔体状态对B83巴氏合金凝固组织和摩擦性能的影响

探索了升降温过程B83巴氏合金液体的电阻率温度行为(ρ-T),继而根据所揭示的熔体状态随温度改变的信息,研究了不同熔体状态对凝固行为、凝固组织形貌和摩擦性能的影响。B83熔体ρ-T行为提示,合金液在首轮升温过程的779~1 001℃范围存在不可逆的熔体状态转变,且在后续升降温过程中,在720℃左右存在可逆熔体状态转变。凝固实验表明,经历了不可逆熔体状态转变的熔体开始凝固形核时间滞后,在凝固过程每一阶段的过冷度都有所增大,且在坩埚空冷和铜管冷却条件下凝固组织明显细化,分布更为均匀。检测表明,组织的改变提高了B83合金维氏硬度,还使其具有更好的摩擦特性。这些结果对巴氏合金制备方法的创新及提高服役性能具有积极意义,同时也再次证明,藉熔炼温度调控熔体结构状态,可有效改善合金凝固组织与性能。     

93.3Sn3.1Ag0.5Cu3.1Bi钎料熔体结构转变及其对凝固的影响

本文采用直流四电极法研究了93.3Sn3.1Ag0.5Cu3.1Bi无铅钎料合金熔体在连续两轮的升降温过程中电阻率随温度的变化关系,探讨了温度诱导的液-液结构转变;以此为基础进一步研究了该合金在结构转变前后的凝固。结果表明,93.3Sn3.1Ag0.5Cu3.1Bi合金中存在液-液结构转变,并且该结构转变在第一轮升温后的转变过程是可逆的。结合实验结果及分析可知,在首轮升温过程中,结构转变包括不可逆的和可逆的两种不同类型的结构转变。     

Pb-Sb30%液-液结构转变的不可逆性及其对凝固的影响

在前期研究发现一些二元合金在液相线上数百度温度范围内发生温度诱导液-液结构转变的基础上,进一步研究了Pb-Sb30%合金液-液结构转变的可逆性,结果表明,该合金熔体发生的结构转变是不可逆的;并探讨了液-液结构转变对其凝固行为及组织的影响,发现结构变化后的熔体凝固过冷度增大,初生相和共晶相组织明显细化,且维氏硬度值提高约30%。     

温度诱导的液-液结构转变对Sn-10％Bi合金凝固的影响

以温度诱导的液-液结构转变为切入点,研究了Sn-10％Bi合金经不同过热处理后凝固行为和凝固组织的变化.首先利用自制的定向凝固装置进行了液-液结构转变对Sn-10％Bi合金的定向凝固影响的研究.然后测定经不同过热处理的合金熔体相应的凝固曲线,并观察凝固组织.结果表明,相对于在结构转变前保温处理的熔体,经历了结构转变的合金熔体,凝固时所需过冷度增大,并且凝固组织显著细化;揭示了温度诱导液-液结构转变对合金凝固行为及组织有着明显影响.     

温度诱导的液-液结构转变对Sn-10%Sb合金凝固的影响

Sn-10%Sb合金在856～960℃可以发生温度诱导的液-液结构转变。研究了温度诱导液-液结构转变对Sn-10%Sb合金凝固行为及组织的影响。结果表明,合金熔体经历结构转变后,凝固时所需过冷度增大,并且凝固组织显著细化。     

温度诱导液相结构转变对Pb-Sn合金凝固行为及组织的影响

在前期工作发现的某些合金熔体发生温度诱导非连续液-液结构转变的基础上,通过研究Pb-Sn共晶合金及Pb-Sn80%合金发生液-液结构转变前后熔体的凝固行为及组织,发现后者凝固过冷度较发生熔体结构转变前成倍增大,并导致凝固组织的明显细化.揭示了温度诱导非连续液-液结构转变对合金凝固行为及组织有着明显影响.     

Sn-6Bi合金熔体结构转变对凝固组织的影响

通过研究Sn-6Bi合金熔体电阻率随温度的变化规律,发现在不同的温度区间合金发生了两种不同类型的液液结构转变,即高温阶段(890～1095℃)不可逆转变和低温阶段(645℃)的可逆液液结构转变。分析认为可逆的液液结构转变是由四面体结构的Sn-Sn共价键团簇的打破和重聚引起的,而不可逆液液结构转变是由(Bi)n原子集团、亚稳态的Sn原子团簇引起的。根据这一结果进行凝固试验,发现当熔体经历过温度诱导结构转变后会使凝固过冷度增大,凝固时间延长,凝固过程中释放的凝固潜热略微减少,凝固组织明显细化。     

强冷条件下Sn-30Sb合金熔体结构改变对凝固的影响

结合强制冷却方法研究了 Sn-30Sb合金在温度诱导液相结构转变前后熔体的凝固行为及其组织的变化.结果表明,在液相结构转变后保温处理的熔体,相对于在液相结构转变前保温时,其凝固时所需过冷度增大,SnSb化合物明显细化,分布弥散化.分析认为,由于在升温至876～1 135 ℃范围时熔体液相结构发生转变,导致熔体中类固型原子团簇被大量打破,熔体结构趋于均匀和无序,抑制了初生相的形核、生长,进而有利于包晶转变的进行,使得凝固组织变化明显.     

Sn-Ag-Bi焊料熔体温度诱导液-液结构转变的研究

本文采用直流四电极法研究了Sn-3.5Ag-3.5Bi焊料熔体在连续两轮的升降温过程中电阻率随温度的变化关系,以此为基础进一步研究了该合金在650℃和800℃保温7h及随后的升温过程中电阻率的变化规律.结果表明,Sn-3.5Ag-3.5Bi合金中存在液-液结构转变,并且该结构转变在第一轮升温后是可逆的.结合保温及随后升...     

Sn-70Bi合金熔体结构转变的可逆性及其凝固行为

利用直流四电极法研究了Sn-70Bi合金在液相线以上数百度温度范围内发生的熔体结构转变;在此基础上,进一步探讨了熔体结构转变的可逆性及其对凝固的影响.试验结果表明,Sn-70Bi合金所发生的熔体结构转变部分可逆,分析认为主要与Sn的熔体结构有关,且熔体结构转变对其凝固行为及组织有较大的影响.发现结构变化后的熔体凝固过冷度显著增大,初生相和共晶相组织明显细化.     

Bi_2Te_(2.55)Se_(0.45)合金熔体电阻率及凝固与熔体状态相关性的探索

探索了Bi2Te2.55Se0.45热电材料熔体的电阻率温度行为,并在此基础上,采用热分析法、金相分析、X射线衍射、SEM和EDS等表征手段研究了不同熔体状态对Bi2Te2.55Se0.45合金凝固行为和组织的影响。结果所示,Bi2Te2.55Se0.45合金熔体升温过程中在840~940℃的范围内存在温度诱导不可逆液-液结构转变。凝固结果表明,熔体结构转变后合金熔体的凝固行为和组织与转变前熔体的凝固情况有明显差别,如形核和生长过冷度分别增加了17.6℃和2.2℃,形核率明显提高,凝固时间缩短了8 s,凝固组织明显细化,且分布更为均匀;此外,熔体状态的改变使合金XRD特征峰向高角度偏移,沿(00l)晶面的择优取向明显减弱。     

Al-18%Si合金凝固组织与熔体状态的相关性

本文以直流四电极法探索了Al-18%Si合金在升温过程中熔体的电阻率-温度（-ρT）关系,根据在800~950℃及950~1050℃区间-ρT的异常行为分析认为,后者对应液-液结构转变,其间原先的Si原子团簇被打破,原子重新排列形成新的细小团簇,液体结构更加均匀,而前者则为预转变。依据上述信息采取不同温度分别进行熔体过热处理来探索其凝固组织的差别,结果发现,相对于常规熔炼温度,在高于熔体结构转变温度（1150℃）进行熔体过热处理,初晶硅明显细化,而在预转变状态进行熔体过热处理并不能明显改变凝固行为和组织。     

Bi-20.5Te合金熔体结构转变及其对凝固的影响

通过对Bi-20．5Te合金熔体电阻率随温度变化的研究，发现合金熔体在642℃时存在着液一液结构转变。分析Bi-Te合金熔体在不同成分和不同温度的原子结合规律，认为这种结构转变是由于熔体中的原子团簇变化引起的。将Bi-20．5Te合金分别在熔体结构转变前温度（600℃）、结构转变后温度（700℃）的范围内熔炼、保温，测定相应的凝固曲线，并观察凝固组织。结果表明，相对于在结构转变前保温处理的熔体，将合金在700℃保温处理后，凝固时所需过冷度增大，释放凝固潜热更加剧烈，并且凝固组织显著细化。产生这种现象的原因是由于熔体结构内的Bi—Bi同类原子团簇，以及具有共价结合的Bi—Te原子团簇在高温下被打破，熔体趋向均匀，对凝固过程中的原子扩散造成影响，进而影响合金的凝固行为及组织。     

熔体状态与冷速对Pb-Sb90合金初生相生长形貌的综合作用

首先探索了Pb-90％Sb合金熔体升、降温过程电阻率-温度行为,其结果提示升温过程在861 ～ 1100℃区间发生不可逆熔体结构转变;进而探讨了不同凝固条件下熔体状态与冷速对其初生相(Sb固溶体)结晶形貌的综合作用.结果表明:凝固过程冷速较慢时,转变前、后两种不同状态熔体凝固后,初生相形貌均为小平面生长特征的棱角分明多面体.随着冷却速度的提高,初生相的棱角被钝化,且树枝晶比例逐渐增多;另一方面,结构转变后的熔体状态增强了初生相形貌发生改变的这一效果.当冷速增至一定程度,转变后结构状态的熔体凝固初生相形貌完全转化为非小平面生长特征,棱角分明的多面体已不复存在.     

金属熔体结构及其控制技术的研究进展

综述了国内外在熔体结构研究方面的现状与进展,介绍了通过控制合金熔体的预结晶状态来改善合金组织和性能的相关技术及成果。可以得出：温度和压力可使金属熔体发生液／液结构转变,金属熔体结构随温度的变化存在滞后性,利用熔体结构随温度变化的滞后性可控制合金的凝固过程、明显细化合金的凝固组织、大大提高合金的力学性能。     

Pb26Sn42Bi32可逆性液-液结构转变对快速凝固组织和性能的影响

Pb26Sn42Bi32合金在液相线以上数百度温度范围内发生液-液结构转变,而且具有可逆性。液-液结构转变后的 Pb26Sn42Bi32合金在空气中凝固时的组织和性能较转变前基本不变,而在铜模中快速凝固,由于冷却速度非常大,抑制了可逆性原子团簇的回复,初生相β-Sn明显细化,维氏硬度降低。     

Pb_(26)Sn_(42)Bi_(32)可逆性液-液结构转变对快速凝固组织和性能的影响

Pb26Sn42Bi32合金在液相线以上数百度温度范围内发生液-液结构转变,而且具有可逆性。液-液结构转变后的Pb26Sn42Bi32合金在空气中凝固时的组织和性能较转变前基本不变,而在铜模中快速凝固,由于冷却速度非常大,抑制了可逆性原子团簇的回复,初生相β-Sn明显细化,维氏硬度降低。     

金属熔体中的液-液结构转变现象及其对凝固的影响（英文）

液态合金结构和性质的研究一直是凝聚态物理和金属材料科学领域的重要研究方向之一。液态合金并非理想的均质液体,在温度和压力等作用下会发生不连续转变。液-液结构转变广泛存在于金属和合金中,并且对最终凝固组织和性能有着很大的影响。系统阐释金属熔体中液-液结构转变现象,总结液-液结构转变对最终凝固组织和宏观性能的影响等方面的主要研究进展。结果表明,利用熔体液-液结构转变可以有效调控金属及合金的组织,改善其宏观性能。     

Bi-20%Sb合金不同熔体状态下的凝固行为及组织

前期研究发现,升温过程中Bi-20%Sb合金熔体在829～1107℃区间存在不可逆的电阻率温度异常行为。据此,分别选取700℃和900℃进行等温电阻率试验,在700℃保温电阻率随时间无变化,而在900℃保温过程中电阻率在37～54min发生了明显降低,揭示熔体结构状态发生了改变。根据这一结果进行凝固试验,发现在相同的冷却条件下经历过熔体结构转变试样的冷却速度较慢,凝固组织明显细化;两种熔体状态下的过冷度与冷却速率分别满足分段线性关系;两种熔体状态下单位面积晶粒数和冷却速率均满足良好的线性关系。凝固过冷度增加,是因为合金熔体在结构转变后原子团簇变得更加细小均匀,需要降到更低温度时才可以发生形核。冷却速度变慢,是因为热导率随着混乱度的增加而减小,经历过熔体结构转变的熔体在降温的过程中热导率减小。     

Ag-Ni偏晶合金凝固过程研究

对Ag-Ni偏晶合金开展了快速/亚快速凝固实验,获得了富Ni相粒子均匀弥散分布于Ag基体的合金样品,Ag-Ni合金显微硬度随着合金Ni含量增加和试样凝固过程冷却速率升高而增大,当Ag-4.0%Ni合金液-液相变开始阶段熔体冷却速率达1800 K/s时,其显微硬度接近粉末冶金生产的Ag-10.0%Ni片状电触头的硬度。建立了描述Ag-Ni合金凝固组织演变的动力学模型,模拟计算了Ag-Ni合金凝固组织形成过程,分析讨论了合金成分和试样直径(冷却速率)对Ag-Ni合金凝固组织形成过程的影响。结果表明:富Ni相液滴/粒子形核阶段熔体的冷却速率对合金凝固组织弥散度具有决定性影响;合金的Ni含量越高、试样冷却速率越低,凝固组织中富Ni相粒子平均尺寸越大;Ag-Ni合金熔体冷却凝固时,富Ni相液滴/粒子的尺寸主要受形核和长大控制,Ostwald粗化作用很弱。