快速定向凝固Cu50Ni50单晶

过冷单相合金熔体枝晶生长过程动力学分析结果表明,存在一个枝晶生长控制方式发生转变的临界过冷度ΔＴｃ→（溶质过冷度ΔＴｃ与热过冷度ΔＴｔ交点对应的过冷度）。在临界过冷度两侧枝晶对生长过程中速度波动的响应不同。当ΔＴ〈ΔＴｃ→ｔ时,枝晶生长主要受溶质扩散控制,任何波动引起生长速度提高,都将引起枝晶尖端ΔＴｃ增大,导致生长速度回落。当ΔＴ〈ΔＴｃ→ｔ时,枝晶生长的控制性环节是热扩散,生长速度提高,溶质截     

过冷Cu70Ni30熔体凝固组织的第一类粒状晶

在高真下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在２２～２７０Ｋ过冷度范围内,研究了Ｃｕ７０Ｎｉ３０合金凝固组织形态演化过程,在△Ｔ〈△Ｔ２＾＊（１２０Ｋ）过冷度范围内,随着过冷度增大,枝晶渐变为粒状晶,发生了组织的第一类粒化,组织观察及成分分析结果表明,枝晶段之间偏析区不是晶界。第一粒粒状晶的形成过程包括;枝晶在再辉期间发生熔断,从而形成枝晶段,然后枝晶段通过合并一再结晶而形成粒状晶。     

过冷Cu80Ni20合金熔体凝固组织的两次细化机制

在大气条件下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在44K-176K过冷度范围内。研究了Cu80Ni20合金凝固组织的两次细化机制。第一类粒状晶的形成为熔断-再结晶机制．枝晶形成过程为：首先,快速凝固过程中的树枝晶发生严重重熔,形成树枝晶段;然后。树枝晶段通过外延生长后形成不稳定晶界,并在界面能驱动下与高温发生晶界移动和晶粒合并,形成再结晶晶粒。第二类粒状晶的形成为碎断-再结晶机制,在大过冷度下,快速凝固过程中液固相体积转变速率的提高,不仅使枝晶内部缺陷骤然增加,而且会导致固相内极高的应力和应变能。在应力作用下枝晶全面碎断,形成“网状枝晶块”,枝晶块通过内部缺陷和应变能的作用,发生界面的移动和合并即再结晶过程,形成第二类粒状晶。     

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。     

变速生长条件下Al－Cu合金的定向凝固枝晶组织

应用改进的定向凝固装置研究了Ａｌ－２ｗｔ－％Ｃｕ和Ａｌ－４ｗｔ－％Ｃｕ合金在阶跃和不同加速度线性变速生长条件下，定向凝固组织的动态转变。实验结果表明：尽管定向生长的胞－枝晶动态转变过程随加速度的降低而减缓，但胞晶组织都是在经历了一定的胞晶形貌扰动之后才发生快速失稳、分枝细化并向树枝晶组织过渡，加速度不同，由失稳胞晶演变成的树枝晶可具有多种分枝形式。     

过冷熔体定向凝固过程枝晶生长的相场法模拟

利用二元合金相场模型与溶质场进行耦合计算，以Al-4．5％Cu合金为例模拟了二元合金定向凝固的枝晶生长过程。研究了不同过冷度下二元合金过冷熔体定向凝固时枝晶的演化过程及其溶质场的分布情况。结果表明：利用相场模型可以逼真地模拟枝晶的生长过程，以及界面形貌从平界面向柱状晶生长的转变，可再现枝晶演变过程中相互之间的竞争生长和熔合现象。     

Zr50Cu50合金过冷熔体中的晶体生长速度

利用静电悬浮设备成功地实现了Zr50Cu50合金熔体的深过冷与凝固,并测得了在近200K的过冷度范围内的晶体生长速度．随过冷度的增加,初生ZrCu相的晶体生长速度几乎呈线性增大,但在整个测量的过冷度范围之内,其生长速度极低,比一般的金属、Si和Ge等的生长速度低两个数量级以上．     

准晶Al72Ni12Co16合金在特殊涂层中的深过冷及其凝固组织

研究了Si-Zr—B模壳涂层对准晶A172Ni12Co16合金过冷度与凝固组织的影响规律。通过使用Si—Zr—B涂层模壳，在A172Ni12Co16合金中获得了不同大小的过冷度，其最大值达到195K。根据经典形核理论，计算了熔体与涂层内壁间的润湿角。研究结果表明：Si—Zr—B涂层对过冷准晶A172Nil2Co16合金熔体具有较强的抑制形核作用，因而可使大体积合金熔体获得深过冷。     

深过冷凝固Co80Pd20合金中的枝晶生长

采用玻璃熔体净化与循环过热相结合的深过冷凝固技术实现了Co80Pd20合金的深过冷,获得了高达415 K的最大过冷度.采用OM观察了不同过冷度下凝固合金的微观组织,分析了枝晶形成的过冷度区间及过冷度对枝晶形貌的影响.运用BCT模型对深过冷凝固Co80Pd20中的枝晶生长进行了理论分析,获得了深过冷凝固过程中的枝晶生长速...     

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.     

玻璃净化剂组分对Cu50Ni50合金熔体过冷度稳定性的影响

在高真空下,研究了净化剂Ｂ２Ｏ３,８９％ＳｉＯ２＋１２．５％Ｂ２Ｏ３＋２．２％Ａｌ２Ｏ３＋０．６％ＣａＯ＋５．７％Ｎａ２Ｏ（简写为Ｎａ－Ｃａ－Ａｌ－Ｂ－Ｓｉ）和５０％Ｎａ－Ｃａ－Ａｌ－Ｂ－Ｓｉ＋５０％ｎａ２Ｂ８Ｏ４对Ｃｕ５０Ｎｉ５０ｘ合金溶体在循环过热过程中的过冷度及其稳定Ｃａ－Ａｌ－Ｂ－Ｓｉ玻璃的净化过程为物理－化学复合净化,但由于该净化剂粘度大,在循环过热的冷却过程中因发生合金溶体与净化剂分离     

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…     

Directionally solidified microstructures and peritectic phase growth of Cu-75%Sn peritectic alloy

Directionally solidified microstructures of Cu-75 % Sn peritectic alloy were investigated at the growth rate ranging from 1 to 300 μm/s. With the growth rate increasing, directionally solidified plate-like microstructures in Cu-75%Sn peritectic alloy are refined by the increase of nucleation quantities of primary ε phases and cooling rate.Peritectic ηphase can grow by the peritectic transformation and direct solidification from the liquid. At the low growth rate varying from 5 to 10 μm/s, the width of ε phase increases due to the effect of the peritectic transformation; however, at higher growth rate, the deviation between the width of ε phase and the whole plate-like microstructure increases resulting from direct solidification of ηphase from the undercooled melt. The regressed data show that the relationship between the width of the whole plate-like microstructure (W) and the growth rate (v)satisfies as Wv0.27= 117 μm1.27 · s-0.27 and the primary dendritic arm spacing (λ) with the growth rate has a relation of λv0.208 =153.8 μm1.208 · s-0.208 as the growth rate increases from 3 to 300 μm/s.     

水冷铜模中Ni-(50-x)Al-xSc合金凝固组织及性能

用真空电弧炉在水冷铜模亚快速凝固条件下制备Ni-(50-x)Al-xSc(at%)合金,用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察合金组织,用X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析合金的相组成,结合差式扫描量热法(DSC)分析合金凝固过程,用维氏显微硬度计和纳米压痕仪分别测定合金的硬度和弹性模量,采用两相系统简化模型估算合金整体弹性模量。结果表明,Ni-50Al、Ni-45Al-5Sc、Ni-40Al-10Sc和Ni-35Al-15Sc合金的亚快速凝固组织分别为NiAl、NiAl+AlNi₂Sc、NiAl+AlNi₂Sc和NiAl+AlNi₂Sc+(AlNi₂Sc+Ni-16.93Al-21.53Sc)。合金中各相析出的先后顺序为NiAl、AlNi₂Sc和(AlNi₂Sc+Ni-16.93Al-21.53Sc)。AlNi₂Sc生长的Jackson因子α = 0.2,凝固界面是粗糙界面。Sc使初生NiAl相的硬度提升,AlNi₂Sc相的硬度大于NiAl相的硬度。Sc使初生NiAl相弹性模量减小,Ni-(50-x)Al-xSc合金的整体弹性模量与NiAl金属间化合物相比有减小。     

Cellular/dendritic transition,dendritic growth and microhardness in directionally solidified monophasic Sn-2%Sb alloy

Horizontal directional solidification experiments were carried out with a monophasic Sn-2%Sb (mass fraction) alloy to analyze the influence of solidification thermal parameters on the morphology and length scale of the microstructure. Continuous temperature measurements were made during solidification at different positions along the length of the casting and these temperature data were used to determine solidification thermal parameters, including the growth rate (V_L) and the cooling rate (T_R). High cooling rate cells and dendrites are shown to characterize the microstructure in different regions of the casting, with a reverse dendrite-to-cell transition occurring for T_R>5.0 K/s. Cellular (l_c) and primary dendrite arm spacings (l₁) are determined along the length of the directionally-solidified casting. Experimental growth laws relating l_c and l₁ to V_L and T_R are proposed, and a comparative analysis with results from a vertical upward directional solidification experiment is carried out. The influence of morphology and length scale of the microstructure on microhardness is also analyzed.     

过冷Cu70Ni30熔体在石英玻璃涂层壳型中过冷遗传性

在熔模铸造壳型内表面基体玻璃涂层（Ｂ）上，用溶胶－凝胶原理制备了非晶薄膜涂层（Ｆ），ＦＴＩＲ和ＴＧＡ－ＤＴＡ 分析结果表明，裂纹发生在室温～４００℃加热区间，产生的主要原因，是热处理过程中涂层吸附水、醇快速解附引起薄膜膨胀所致，这一过程中涂层的热失重占总失重量的８９．５％ 。为此，用分级热处理工艺制备了无裂纹Ｂ－Ｆ复合涂层，ＸＲＤ分析结果表明，该涂层为ＳｉＯ２ 玻璃态。将净化后获得深过冷的Ｃｕ７０Ｎｉ３０合金熔体浇入Ｂ－Ｆ涂层中，获得了１９８Ｋ深过冷，其过冷度遗传率达到了０．７６。     

Mg_(50)Ni_(50-x)Ti_x合金的吸放氢性能

研究了Mg50 Ni50 -xTix 合金的非晶形成能力与非晶合金电极的吸放氢性能。结果表明 :在Mg50 Ni50 -xTix合金中 ,当Ti替代Ni元素的量低于 1 5% (摩尔分数 )时 ,机械合金化能够得到几乎单一的非晶态合金 ;用Ti替代Ni形成的三元非晶合金能降低镁镍合金的平衡氢压 ;少量的Ti替代能改善合金的电化学吸放氢容量 ,使合金电极的吸放氢循环稳定性得到提高。这被认为是在三元合金中钛元素减缓了合金中镁元素的氧化腐蚀进程所致。     

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。     

Directional solidification of Ti-45Al-8Nb-(W,B,Y) alloy

Using a Bridgman vertical vacuum furnace,Ti-45Al-8Nb-(W,B,Y) (at.%) bars,which were prepared from a plasma arc melting (PAM) ingot,were directionally solidified at growth rates of 10,15,and 20 μm/s.Polysynthetic twinned (PST) crystal with an aligned lamellar microstructure was obtained at the growth rate of 15 μm/s because of high Nb addition.The principle of PST crystal growth and the effect of Nb element were discussed.The results of investigations on microstructure and micromechanical properties of the d...