合金凝固过程的形核模型

为了定量地描述多元合金的实际形核过程,引入实验参数,建立了工业多元合金凝固过程中的经验形核模型,该模型把形核率与最终晶粒密度联系起来．该模型能根据设计的参考试样的实验结果计算工业合金凝固过程中单位体积熔体中有效异质核心表面积Sv和熔体中有效异质核心润湿角因子f(θ),进而分析实际铸件的形核特性．利用所建立的经验形核模型,针对Al-7Si合金和Al—7Si—0．55Mg合金,计算了一定熔炼条件下的形核参数。     

包晶Nd-Fe-B合金定向凝固与形核有关的组织选择

对Nd_(14)Fe_(79)B_7合金进行了定向凝固试验与形核有关的凝固组织形成研究.发现凝固速率为200和500μm/s试样中局部区域有粗大等轴Fe枝晶形成;并且在凝固速率500 μm/s的试样中存在α-Fe枝晶与Nd_2Fe_(14)B枝晶交替生长的带状组织.分析表明,当凝固速率为200μm/s时,定向生长的Fe枝晶界面前沿液相中的温度分布相对于γ-Fe平衡液相线是过冷的;当凝固速率为500μm/s时,Fe枝晶生长界面前沿相对于γ-Fe和Nd_2Fe_(14)B平衡液相线均会产生过冷.理论分析可以解释定向凝固试样中等轴晶和枝晶带状组织的形成.     

孕育形核处理对金锡共晶合金铸态凝固组织的影响

研究了添加微量Au或Sn作为孕育形核剂进行孕育形核处理对金锡共晶合金Au20Sn铸态凝固组织的影响。结果表明:添加微量Au或Sn进行孕育形核处理均将显著改善金锡共晶合金铸态凝固组织,特别是改变了初生相的结构、形貌和尺寸。初生相的结构由传统凝固组织中的’-Au5Sn相改变为-AuSn相,初生相的形貌和尺寸由粗大且分布不均的树枝状改变为细小且分布较为均匀的棒状或卵状,而且添加微量Sn比添加微量Au孕育形核处理后得到的凝固组织中初生相更趋均匀;同时,孕育形核处理也细化了共晶层片组织,共晶团的平均尺寸明显减小。     

Mg含量对Al-5%Cu合金凝固组织细化作用的研究

系统地研究了不同Mg含量对Al-5%Cu合金凝固组织及性能的影响.结果表明:Mg元素对Al-5%Cu合金晶粒有细化作用,当Mg含量(质量分数)为0.8%时,细化效果较好,晶粒尺寸为0.912mm,二次枝晶间距为42.9μm,显微硬度值为74.16HV0.025,在磨损实验中合金失重较少,即抗磨损能力较强.     

高压下Al-Ge合金的凝固组织

通过对高压(5．0GPa)条件下Al-Ge合金凝固组织形貌的观察和X射线衍射分析,研究了压力对合金组织形貌及相组成的影响,并与常压条件下合金组织形貌进行了比较。结果表明,在5．0GPa条件下凝固的Al-Ge合金无新相出现;常压条件下树枝状的共晶组织在高压凝固时消失;常压条件下由块状的初生β(Ge)和层片共晶组织(α β)组成的过共晶合金在高压凝固时出现大量的初生α(Al)相,表明高压条件下凝固时Al-Ge合金共晶点明显右移(Ge方向);高压共晶形态以α(Al)为核心呈放射状。     

几种单晶高温合金的形核过冷度测量及相应凝固组织研究

采用悬垂小球法在工业条件下对DD5、DD6以及 WZ30三种镍基高温合金进行熔体过冷试验,测得这三种合金的临界形核过冷度△TN分别是33、36和42K。合金DD5和DD6试样凝固时由于过冷度相对较小,形成细枝状单晶组织。合金WZ30的临界形核过冷度相对较大,试样凝固时主要形成由晶向一致的树枝状单晶基体框架和晶向散乱的碎粒状杂晶组成的的混合体组织,其中大部分碎粒状杂晶的形态和尺寸特征像是从液体中直接形核长大的等轴晶粒团簇,而不是来源于枝晶臂的熔断。     

过冷BFe30-2合金凝固组织的细化机制

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。结果表明:在过冷度39~203 K的范围内,其凝固组织形态有两次粒化。转变的两个临界过冷度分别为:ΔT1=92 K,ΔT2=203 K;第1次是由于枝晶重熔形成的第1类粒状晶;第2次是由高度细化的细枝晶再结晶转变为均匀的准球状晶粒。     

快速凝固处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

用单辊甩带法和旋转液体纺绩法分别制备了Al-Ti-B中间合金薄带和细线,研究快速凝固处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:采用快速凝固方法处理Al-Ti-B中间合金可提高Ti在!-Al基体中的固溶度,细化TiAl3相和分散TiB2粒子,从而显著提高其细化效果。分别添加0.2%(质量分数)的Al-Ti-B快淬薄带和Al-Ti-B细线处理工业纯铝,可获得粒径约为50～100"m的等轴晶组织。旋转水纺绩法可连续生产线径均匀的线材,比单辊甩带法更具有实用化前景。     

动态凝固Al-Ti-C中间合金组织与细化活性

采用CASTEX连续铸挤技术，对液．固反应法获得的Al-Ti-C中间合金熔体直接进行动态凝固成形，制备细化剂合金线材，计算模拟了动态凝固成形区的温度场和应力场，试验研究了动态凝固组织的形成机制及中间合金细化铝晶粒的特性。结果表明：熔体连续铸挤成形经历动态凝固、半固态挤压和塑性成形3个阶段，为动态凝固与成形过程；该过程对熔体的强烈剪切与热扰动作用，可改善中间合金的组织形态，显著提高其细化活性。     

Al-Bi-Ce-Cu难混溶合金的凝固组织和耐磨性

本文研究了Al-Bi-Ce-Cu难混溶合金的凝固组织和耐磨性能。实验结果表明,添加Ce到Al-Bi合金中,原位生成的棒状化合物Bi₂Ce作为异质形核质点,促进了Bi相的形核,所制备难混溶合金中富Bi相颗粒弥散分布。添加Cu到Al-Bi-Ce合金中生成了硬质相Al₂Cu,硬质相增强了基体的硬度,进而提高了合金的耐磨性能,降低了合金的耐磨性系数。因此Al-Bi-Ce-Cu合金,不仅具有富Bi相颗粒弥散分布的组织,同时还具有高的耐磨性能,有很强的实际应用价值。     

Effect of electromagnetic vibration on the structure in solidified Al-4.5％Cu alloy under a strong magnetic field

同时施加静磁场和交变电流后, Al-4.5晶粒的细化程度随电流的增大而增加,随磁场增加先增加后略有降低.XRD结果表明,施加磁场后,晶粒的(111)晶向沿磁场方向取向.晶粒取向度随晶粒的增大而降低.从球形颗粒旋转取向和颗粒迁移角度推导了晶体粒径和取向的关系.     

强磁场与交变电流的复合作用对Al-4.5%Cu合金凝固组织的影响

研究强磁场（0—10T）与工频（f=50Hz）交变电流（0-10A）的复合作用对Al-4．5mass％Cu合金凝固组织的影响。发现在施加垂直于磁场方向的交变电流时,会使电极间液态金属在电磁压力P作用下产生波动,导致合金凝固时枝晶组织的生长被打碎,出现等轴晶和颗粒状晶。在10T磁感应强度下,交变电流越大,波动越强,越易生成等轴晶和颗粒状晶;在10A交变电流下,磁感应强度增加到4T以后,等轴晶未随磁场的增加而完全转变成颗粒状晶;当P^→相同时,磁感应强度小的,容易出现等轴晶和颗粒状晶。     

工业灰铸铁凝固组织形成过程的数值模拟

从接近工业灰铸铁实际凝固过程的角度出发,提出了数值模拟其凝固组织的一套方法,其中主要包括枝晶奥氏体生长过程体积分类的计算以及晶粒接触因素的处理,该方法经以样杯中浇注的试块为对象进行实验验证,模拟得到的冷却曲线、向氏体分数及共晶团密度均与实测结果符合较好。     

氧化铝纤维对锌合金复合材料凝固组织的影响

利用挤压铸造制备了氧化铝纤维增强锌合金复合材料，研究了氧化铝纤维对锌合金复合材料凝固组织的影响。结果表明，在复合材料中，纤维与基体间存在致密界面层，合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体的结合；在凝固过程中，氧化铝纤维可作为锌合金共晶体非自发形核的衬底，纤维／基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用，导致复合材料的共晶转变由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变两者组成     

脉冲电流对Sn—Pb合金凝固组织的影响

研究了脉电流流对Ｓｎ－１０％Ｐｂ合金凝固组织的实验，实验表明，粗大的富Ｓｎ树枝状初晶细化成近球状结构，提出了一个脉冲电流对凝固组织影响的唯象机制，用经典的均匀形核理论和电动力学理论导出了脉冲压力与脉冲电流之间和成核率与脉冲压力之间的关系，脉冲电流产生的大小不同的脉冲压力对晶核的形成和长大产生不同程度的影响是导致不同观测结果的基本原因。     

氢对纯铁钝化膜电子性质的影响

采用电化学、光电化学和交流阻抗等方法研究了氢对纯铁钝化膜形成过程和电子性质的影响。结果表明氢的存在会延长钝化膜的形成,增加稳态钝化条件下的溶解速率;氢能提高钝化膜光电流、降低禁带宽度;氢促使钝化膜的电容和掺杂浓度升高,并降低膜的平带电位。     

0．40％Ce对共晶Fe—C合金液态结构的影响

利用液态X射线衍射仪对Fe-4．30C合金和Fe-4．30C－0．40Ce合金的液态结构进行了研究，结果表明在1473－1673K的范围内液态Fe-C共晶合金的最近邻距离约为0．259－0．260nm ,Gauss分解说明液态Fe-C合金含有类面心立方结构的单元。当合金中含有质量分数为0．4％的Ce时，其最近邻距离明显增大，约为0．269－0．271nm，而且在液态Fe-4.30C-0.40Ce合金结构因子S（Q）曲线的小Q处有一较明显的预峰，分析表明这与液体合金中类面心立方结构的Fe-Ce原子团有关。     

EFFECT OF THE MODULATED STRUCTURE ON PHYSICAL PARAMETER OF A NiFeNbAl ALLOY

研究了Ni-Fe-Nb-Al合金在不同热处理条件下显微组织的变化。指出合金磁性和其它物理参量的变化与显微组织密切相关。     

纵向磁场对Al-40%Cu过共晶合金定向凝固显微组织的影响

研究了纵向磁场对Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金定向凝固显微组织的影响.结果表明,在温度梯度G_L=42.6K/cm,生长速率R=2μm/s,施加弱磁场时,Al_2Cu初生相由规则小平面状逐渐变得不规则,并趋向于非小平面方式生长,热电磁对流效应在不同尺度下影响界面前沿溶质分布及各相生长温度,微观尺度下影响初生相形貌,宏观尺度下改变糊状区长度,引起宏观偏析;施加较强磁场后,初生相呈现不规则胞状组织并紧密定向排列,这一现象主要归因于内生热电Lorentz力及磁晶各向异性.     

稀土对B319铝合金组织性能的影响

利用等离子发射光谱仪，能谱仪，图像分析仪，差分扫描量热仪（DSC）以及金相分析等手段，研究了稀土（RE）对消失模铸造B319铝合金孔隙率，组织和性能的影响，研究结果表明，在铸件冷却速率为0．2℃／s的消失模铸造条件下，B319铝熔体中加入0．15％RE（质量分数），可以使Si相得到一定程度的变质，并可使消失模铸造铝件的孔隙率明显降低。这是消失模铸造慢冷条件下RE提高合金力学性能的重要原因。随着RE加入量的增加，合金的抗拉强度和延伸率得以提高。当RE含量为0．15％时，相对于未加RE时的情况，σb和δ分别增加了14％和23．5％。当RE含量＞0．15％时，出现富稀土的块状金属间化合的Ti2LaAl20，合金的机械性能，尤其是塑性降低。