Al-Bi偏晶点成分合金定向凝固过程研究

对Al-Bi偏晶点成分合金(Al-3.4%Bi,质量分数)开展了逆重力方向的定向凝固实验,考察了凝固速度对合金凝固组织的影响,分析了试样凝固组织形成过程.结果表明:Al-Bi偏晶点成分合金定向凝固时在固-液界面前沿液相内形成溶质Bi富集层,并发生液-液相变,少量相液滴在Marangoni迁移、Stokes沉积和试样自身下拉运动共同作用下进行空间迁移,当凝固速度较快时,凝固界面前沿所有尺寸的少量相液滴均向凝固界面迁移,合金凝固后少量相粒子尺寸呈现单峰分布;当试样凝固速度较慢时,部分少量相液滴在长大过程中其合速度方向按:指向凝固界面-背离凝固界面-再指向凝固界面顺序随液滴尺寸变化,合金凝固后少量相粒子尺寸分布呈现2个峰;当凝固速度较快时,少量相粒子平均尺寸R随凝固速度V_0近似呈R∝V_0~(-1/2)指数关系变化,随着凝固速度的下降,R与V_0间的关系向R∝V_0~(-1/3)指数关系趋近.     

自生复合Cu-Cr合金的制备方法研究

本文综述了现有几种制取高强度高电导铜合金的方法,并与基于定向凝固的白生复合材料方法进行比较。指出,基于定向凝固的自生复合材料由于充分利用了铜基体的高电导性和第二相的强化作用,同时避免了人工复合材料中相界面处的润湿及化学反应等问题,因而在制备高强度高电导铜材料方面具有广阔的应用前景。     

自生复合Cu—Cr合金的定向凝固特性

采用定向凝固连续铸造技术成功制备了纤维增强的自生复合Ｃｕ－Ｃｒ合金电车线线坯,并对自生复合Ｃｕ－Ｃｒ合金的定向凝固特性,包括组织形态、枝晶间距及纤维长度等,作了详细的研究。实验结果表明：保持平面状或胞状的凝固界面有利于纤维状的自生复合组织的形成;当ＧＬ＝２１０℃／ｃｍ,Ｖ＝０．６ｍｍ／ｍｉｎ时,Ｃｕ－０．８％Ｃｒ合金凝固界面呈平面状;增加凝固速率,Ｃｕ－Ｃｒ合金的一次枝晶间距呈先增大后减小的规律,     

第三组元对Al-Bi偏晶合金凝固组织的影响

采用控制铸造技术制备了减摩轴瓦材料Ａｌ－Ｂｉ偏晶合金,并通过活加第三组元的方法,研究了Ｓｉ,Ｓｎ、Ｐｂ对Ａｌ－Ｂｉ合金凝固组织的影响,合金加热至１０００℃后采用控制铸造技术制蜊均匀铸锭,金相分析结果显示,第三组元Ｐｂ、Ｓｎ对偏晶合金中Ｂｉ粒子的尺寸及形有很大的影响。     

Sn对Al-Pb偏晶合金凝固过程及组织的影响

研究了添加第三组元Sn对定向凝固Al-Pb合金组织的影响.结果表明,添加微量Sn能降低Al-Pb合金液-液相变时两液相间的界面能,促进富Pb相液滴形核和弥散型Al-Pb合金凝固组织的获得;随着Sn添加量的增加,弥散相体积分数增大,液-液相变温度区间和液-液-固三相温度区间之和增大,初生弥散相粒子和偏晶反应弥散相粒子的尺寸均增大;添加Sn促进Al-Pb合金中凝固界面枝晶化,这一方面促进弥散相液滴/粒子沿凝固方向均匀分布,另一方面,促进弥散相液滴/粒子沿定向凝固合金晶界分布.     

偏晶合金凝固研究进展

偏晶类合金作为1类重要的工程实用合金，以其独特的组织和特殊的性能，被材料学界争相研究。本文概述了偏晶类合金在微重力环境、定向凝固、深过冷和急冷快速凝固4方面的最新凝固理论研究进展。并指出了今后的研究方向。     

偏晶合金定向凝固过程中第二相规则与非规则转变理论分析

基于改进的Jackson-Hunt模型,在考虑了偏晶反应中三相之间存在密度差会引起流动的情况下,对偏晶合金定向凝固耦合共生行为进行理论分析,推导出偏晶合金定向凝固界面前沿的溶质分布方程,进而求得凝固界面前沿的过冷度;并综合考虑界面能、第二相体积分数以及液相线斜率的因素,对偏晶合金定向凝固过程中规则与非规则纤维转变提出一个新的判据。结果表明,理论预测与实验观察的第二相纤维规则情况吻合较好。     

高温度梯度下Al-In偏晶合金定向凝固组织的演化规律

应用高温度梯度的方法，研究了在定向凝固条件下温度梯度与凝固速率的比值G／R对Al-17．5％In(质量分数)合金凝固组织的影响．结果表明，偏晶合金的定向凝固与共晶合金定向凝固的生长规律类似．在高温度梯度下，仅在很低的生长速度时才能形成二相有序排列的共生．在偏晶合金定向凝固进入稳态生长以后，在各自的相凝固前沿富集了另一相的溶质，由于两相的层间距不大，长大过程中的横向扩散占主导地位．随着生长速度的增大或温度梯度的降低，Al-17．5％In合金定向凝固组织从纤维结构到周期性或规则排列的串状结构再到弥散分布结构转变．这种转变与固一’液界面形状的转变有密切关系．     

含Sm的Sb-Mn合金自生复合材料与磁性能

采用Ｂｒｉｄｇｍａｎ法制备了ＳｍＭｂＳｂ化合物在微米惊工上定向规则排列的含Ｓｍ的Ｓｂ－Ｍｎ合金自生复合材料。研究了Ｓｍ对复合材料组织的影响和不同含Ｓｍ量下的共晶平界面生长条件。结果表明：加入Ｓｍ使Ｓｂ－Ｍｎ合金复合材料的磁化强度呈大幅增提高，并使其在室温和高温下均呈易轴磁化特征。但当含Ｓｍ化合物，磁化强度有所下降，提高生长速度，形成一相枝晶加两相共晶混和组织，尽管其磁化强度较完全两相共晶复合材料低     

磁场对偏晶合金定向凝固组织的影响

横向均匀静态磁场可以有效地抑制定向凝固过程中熔体中的对流;磁场的作用使偏晶系 Ａｌ６ ．５ Ｂｉ 合金纤维组织间距和纤维直径减小,而且组织分布更加均匀。     

Microstructure Evolution of a Ternary Monotectic Alloy During Directional Solidification

A model was developed to describe the microstracture evolution in a directionally solidified ternary monotectic alloy.The directional solidification experiments were carried out on Al-3Pb-lSn(wt%) alloys by using a Bridgman apparatus.The microstracture evolution in the directionally solidified sample was calculated.The numerical results agree well with the experimental ones.It is demonstrated that the nucleation of the minority phase droplets occur at two different positions.One corresponds to the liquid-liquid decomposition,which occurs in front of the solidification interface.The other is at the liquid/solid interface.The nucleation rate of the minority phase droplets at the liquid/solid interface is significantly higher than at the position in front of the solidification interface.The characteristic of the nucleation process leads to a bimodal size distribution of the minority particles in the directionally solidified sample.     

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.     

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.     

Al2O3/TiAl复合材料的原位合成及反应机制的研究

利用Al-Ti-TiO2体系的放热反应,原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.借助示差热分析法探讨了体系的反应机制,采用XRD、SEM和OM分析了复合材料的相组成及显微组织.结果表明,原位合成Al2O3/TiAl复合材料由TiAl、Ti3Al和Al2O3相组成,Al2O3颗粒分布于TiAl和Ti3Al双相交界处,并存在一定团聚.随其含量增加,团聚程度加剧,晶粒尺寸减小.Ti和Al反应生成TiAl3放出的热量使部分TiAl3相处于液相状态,熔融的体积分数约为87.87%,液相的存在提高了颗粒间的润湿性,同时放出的热量是引发后续反应的原因之一.TiAl3与Al-TiO2的还原反应生成的活性Ti原子结合最终生成了TiAl和Ti3Al相.     

LC4铝合金断裂过程的动态观察

在扫描电镜上利用ＨＸ－ＴＳ２型拉伸台，对ＬＣ４高强铝合金常规热处理状态Ｔ６（时效至峰值强度）及退火状态拉伸时微裂纹的萌生及连接进行了原位动态观察。结果表明：在Ｔ６状态下，局部应力集中和应变引起的分散相（Ｐ）与基体（Ｍ）界面的分离及其本身开裂是微裂纹萌生的主要机制。退火样品除Ｐ／Ｍ界面分离和大块脆性相解理外还出现大量弯曲和扭折的滑移带。两种样品微裂纹的连接方式也不尽相同     

均质偏晶合金的研究进展

根据国内外有关文献提供的研究结果，总结了均质偏晶合金的制备技术的研究现状和成果，并提出了进一步研究的方向。     

AlN-Al3Ti/ZL101原位复合材料力学性能研究

利用原位反应合成技术制备了AlN Al3 Ti/ZL10 1复合材料 ,分析了复合材料增强相Al3 Ti和AlN的微观组织 ,检测了该复合材料的常规力学性能 ,探讨了原位复合材料的增强和增韧机理。结果表明 :(1)无论是在铸态还是在热处理状态下 ,复合材料的强度和硬度都较基体ZL10 1基体材料的高 ;(2 )AlN Al3 Ti/ZL10 1原位复合材料增强增韧的主要原因是晶粒细化、增强相均匀分布及增强相与基体的协同变形能力强。     

DIRECTIONALLY SOLIDIFIED MICROSTRUCTURE OF AN ULTRA-HIGH TEMPERATURE Nb-Si-Ti-Hf-Cr-Al ALLOY

The directionally solidified samples of an ultra-high temperature Nb-Si- Ti-Hf-Cr-Al alloy have been prepared with the use of an electron beam floating zone melting (EBFZM)furnace, and their microstructural characteristics have been analyzed. All the primary dendrites of Nb solid solution (Nbss), euteetic colonies of Nbss plus (Nb, Ti)3 Si//(Nb, Ti)5 Si3 and chains of (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 plates align along the growth direction of the samples. With increasing of the withdrawing rate, the microstructure is refined, and the amounts of Nbss (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 euteetic colonies and (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 plates increase. There appear nodes in the (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 plates.     

过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固组织对磨损行为的影响

采用深过冷方法获得均质Cu-37.4%Pb偏晶合金的凝固组织和磨损特性.结果表明:在均质化过冷区间内(10～150 K),随着过冷度的增加,凝固组织中Pb相在基体中的分布愈加均匀,摩擦过程中分布在摩擦表面Pb的含量也在增加,这些因素提高Cu-37.4%Pb偏晶合金的耐磨性能,其原因是由剥层磨损,粘着磨损和磨粒磨损共同作用的机制向氧化磨损和轻磨微粒磨损机制方向转变.