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。     

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.     

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。     

深过冷Ni-31.44%Pb偏晶合金快速凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究了Ni-31．44％Pb偏晶合金宽过冷区间的凝固组织演化规律；从形核热力学和动力学两方面分析过冷熔体中稳定相(α)和亚稳相(L2)两相的竞争形核规律。研究结果表明：过冷Ni-31．44％Pb偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长，首先形成α枝晶骨架，再辉重熔后分布于枝晶间的残余掖相按照正常凝固模式进行分相／偏晶等后续反应。     

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.     

Fe-Sn偏晶合金的深过冷快速凝固组织

采用3m落管实验装置研究了Fe—Sn偏晶合金深过冷快速凝固组织。结果显示在大的过冷度下，亚偏晶合金，偏晶合金和过偏晶Fe—Sn合金均获得了组织均匀的两相共生组织，表明在过冷条件下偏晶相图具有与共晶相图相似的偏晶共生区。在过偏晶合金中，富Sn液相优先聚集生长，具有调幅分解生长特征；而在亚偏晶合金中，领先形成相为Fe的固溶体，它以形核长大的方式进行。在Fe—26．2％Sn亚偏晶合金中，首次获得了绝对稳定平界面生长单相组织，实际的溶质分配系数kv→l，经计算，获得绝对稳定平界面生长的临界过冷度为588K，ΔT＝0．4TL，对应的生长速度为38．3m／s。     

过冷条件下 Cu-34.15%Pb偏晶合金凝固规律

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合获得熔体深过冷的方法,使Cu-34.15％Pb（质量分数）偏晶合金获得了最大204K的大过冷度。研究了Cu-Pb偏晶合金凝固组织随过冷度的演化规律,探讨了深过冷下合金的凝固机制,发现合金在小过冷度（〈147K）情况下只有一次再辉,而在大过冷度下（≥147K）有两次再辉现象。研究表明：合金在小过冷度下a（Cu）相和厶液相基本同时形核,而在大过冷度下则是富Pb的厶液相先形核,随后在更大的过冷度下a（Cu）相形核并开始凝固。不同过冷度下合金的凝固组织均由a（Cu）相和Ph相组成。随过冷度增大,a（Cu）枝晶细化,Pb相尺寸变小。在97～161K过冷度区间内,试样中有热裂出现。在174～204K的过冷度区间内,组织出现明显分层。     

过偏晶Cu-40%Pb合金凝固组织的深过冷细化

利用电磁模拟微重力设备获得S(Pb)均匀分布的过偏晶Cu-40%Pb合金实验样品,然后用熔融玻璃净化与循环过热相结合获得熔体深过冷的方法,对上述获得的均质化实验样品进行深过冷快速凝固实验和凝固组织演化规律的研究.结果表明:经过深过冷技术进行二次处理试样的凝固组织中,随着过冷度的增加弥散的S(Pb)比模拟微重力环境下得到的S(Pb)明显细化.     

过冷Cu-Pb偏晶合金的凝固热力学分析

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法实验研究了Cu-34.15%Pb偏晶合金在0~204K的宽过冷度区间的冷却曲线。实验结果表明,Cu-34.15%Pb偏晶合金在较小过冷时只有一次再辉,较大过冷时有两次再辉,偏晶反应中液相L2恒为初生相。根据经典形核理论和冷却曲线讨论了偏晶合金的两相竞争形核规律,并推断出Cu-Pb合金偏晶反应中液液相变焓ΔHL的取值范围为5×108~1.8375×109J.m-3。研究发现,ΔHL的大小对于偏晶反应中的α相和L2相的两相竞争形核起着至关重要的作用,需要精确地测定。     

Non-equilibrium solidification of undercooled Ni-31.44%Pb monotectic alloy melts

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｃｏｏｌｅｄａｌｌｏｙｍｅｌｔｓｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｓｕｂｊｅｃｔｓｏｆｅｘｔｅｎｓｉｖｅｓｔｕｄｙｆｏｒｏｖｅｒ30ａ .Ａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｗａｙｔｏｓｔｕｄｙｍｏｄｅ     

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.     

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。     

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_(98)Co_2合金的凝固组织演化

采用熔融玻璃净化配合循环过热的净化技术,对Cu98Co2合金进行了系统的深过冷实验。分别采用空冷与快淬两种冷却方法,在一定过冷度和冷却速率相结合下制备出单相固溶体探讨了过冷度及冷却速率对凝固组织的影响。实验结果表明,随过冷度提高凝固组织呈现粗大树枝晶→细小粒状晶→定向细枝晶→粗大粒状晶的演化趋势,基于枝晶生长模型,解释了上述凝固组织演化规律。在大过冷度下,由于该合金具有高层错能和高形核率,再结晶和晶粒长大迅速发生,凝固组织为晶界平直的粗大等轴晶。