Al-Cu-Si三元共晶合金的高压凝固组织

利用六面顶压机在不同高压(2、4、5、6GPa)下对Al-13.6Cu-6Si合金进行了高压凝固试验,通过光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪对高压凝固合金的相组成及显微组织形貌进行了分析,并测定了其硬度。结果表明,高压下凝固的Al-13.6Cu-6Si合金的相组成与常压凝固合金相比没有发生变化,仍由α-Al相、θ-Al2Cu相和β-Si相组成;但显微组织形貌显著改变,由常压下凝固的共晶组织转变为高压下凝固的以枝晶状α-Al为初生相领先生长的亚共晶组织;高压凝固后合金硬度显著提高,并且硬度随压力的增加而增高,在压力为5GPa时达到最大值。     

高压凝固ZA43合金的非平衡组织

研究了高压凝固条件下ZA43合金凝固组织的变化。高压凝固ZA43合金的组织明显变细，没有形成粗大的树枝晶，分布随机，形状各异，部分横截面类似于胞晶的粒状结构，共晶相呈均匀细小的蠕虫状结构。高压增加了溶质原子在固溶体中的固溶度，减少了枝晶偏析。讨论了高压对凝固组织的影响。     

5GPa超高压凝固Al-1Ni-3Y合金的凝固组织及相分析

利用X射线衍射分析方法分析了高压下凝固的Al-Ni-Y合金的相组成;利用光学显微镜对在不同条件下制备的高压凝固合金的显微组织形貌和共晶组织形貌进行研究;通过显微硬度测试方法,确定出冷却速度与显微硬度之间的关系。实验结果表明,高压条件下凝固的合金共晶点发生偏移,使得常压共晶成分的合金在高压下变成亚共晶成分合金。在5 GPa超高压力、不同冷速(50、100、200 K/min)条件下凝固的合金的显微组织形貌发生了很大的改变,但是合金的相组成没有发生变化。随着冷却速率的不断提高,合金组织逐渐细化,二次枝晶间距也随之减小,共晶团尺寸也更加细小,显微硬度提高,Al3Y相的各向异性逐渐减弱。     

高压凝固Ti-48Al合金片层组织失稳机理研究

采用高压凝固设备制备了Ti-48Al(at.%)合金,并在真空封装后进行热处理实验,研究热处理对高压凝固Ti-48Al合金的片层组织失稳机理。结果表明,在低于共析转变温度进行热处理时,常压凝固Ti-48Al合金组织中较难发现α₂相颗粒,而高压凝固片层组织界面处已开始析出α₂相颗粒。加热至1280℃进一步确定,相比于常压凝固,高压凝固Ti-48Al合金更易分解,且片层组织中γ相优先分解,长杆状的残余α₂相经历球化长大,本文的研究为进一步研究高压下组织与相转变提供了基础,丰富了高压凝固理论。     

高压作用下合金凝固的研究进展

综述了高压作用下合金凝固的研究现状,重点介绍高压作用下晶粒形核、长大模型、溶质扩散等理论模型,以及高压在材料制备中的应用,最后对高压作用下的合金凝固过程的研究进行了评价与展望.     

加压等温凝固对Sn-Sb基合金组织的影响

通过对比实验研究了普通凝固和加压等温凝固对Sn-Sb合金组织的影响。结果表明,在Sn-5%Sb合金中添加Cu与Zn元素后,合金组织都得到不同程度的细化;液态Sn-Sb、Sn-Sb-Cu及Sn-Sb-Zn合金在749 MPa高压作用下,提高了熔点,增加了冷却速度,并使过冷度提高,形成了等轴晶。     

超高压力对ZA27合金非平衡凝固组织和性能的影响

研究了高压凝固条件下ZA27合金凝固组织的变化。高压凝固ZA27合金的宏观组织为致密的网状结构，每个晶粒由相互平行的二次枝晶所构成，而且二次枝晶具有一定的方向性，最后凝固组织并非（β η）共晶体，而是单一的η相，高压也增加了Zn在α相以及Al在η相中的固溶度。同时高压使ZA27合金的二次枝晶臂间距（DAS）减小，硬度获得大幅度的提高。     

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。     

Al-20Mg合金高压凝固力学性能研究

将Al-20Mg合金在不同压力下凝固,采用OM,XRD以及拉伸实验对合金凝固后的物相组织及力学性能进行研究.结果表明,随着凝固压力的升高,Mg元素在Al基体中的固溶度提高,当凝固压力为2 GPa时,Al-20Mg合金转变成为过饱和固溶体,其力学性能显著提高,合金的抗拉强度提高到474.8 MPa,是常压凝固之后合金抗拉强度的8.9倍,屈服强度达到232.8 MPa,延伸率也达到11.1%.当凝固压力增加到3 GPa时,合金的屈服强度有所下降,这是由于更高压力下凝固后Mg在固溶体中的均匀分布会降低合金的力学性能.高压凝固后Al-20Mg合金的断裂机制由常压下的解理断裂转变为高压下的韧性断裂.     

Sn合金的加压等温凝固研究

采用加压等温凝固的方法,研究了其对纯Sn及Sn合金组织的影响。结果表明:液态纯Sn分别在312 MPa、499 MPa和749 MPa压力下凝固,液态Sn-Bi和Sn-Bi-Cu合金在749 MPa压力下凝固都得到了等轴晶组织。过热金属液在高压作用下,提高了熔点,产生过冷度,导致金属液在整个体积内凝固,获得了等轴晶组织。     

熔体轧制成形凝固特征参数的确定

根据热平衡原理和液体轧制成薄带显微组织中晶粒尺寸，稳定冷却速度，凝固速度，界面传热系数等几个重要的凝固参数。计算结果表明，液体轧制过程中熔体传热属于理想冷却与牛顿冷却之间的中间冷却方式，冷却速度达１０＾６Ｋ／ｓ，传热系数达１０＾６Ｗ．ｍ＾－２．Ｋ＾－１数量级，凝固速度为３．３４ｍ／ｓ。     

Effect of Gravity on Directionally Solidified Structure of SuperalloysEI北大核心CSCD

分别利用常规下抽拉法与新型上提拉法进行不同方向的高温合金定向凝固实验,对比研究重力对单晶铸件凝固组织的影响。结果表明,在常规下抽拉法实验的向上凝固过程中,容易出现雀斑、γ/γ’共晶上聚和籽晶回熔紊乱等问题。原因是糊状区内液体由于元素偏析引起密度减小,在重力作用下形成了上重下轻的失稳状态并引起对流。而通过新型上提拉法实现的顺重力凝固过程中,密度减小的液体处于糊状区上端,形成上轻下重的稳定状态,使重力的作用由失稳因素转化为维持稳定的因素,抑制了液体对流的产生与发展。采用新型上提拉法制备的单晶铸件中彻底消除了雀斑缺陷,抑制了γ/γ’共晶组织的向上聚集,也保证了低密度籽晶稳定的回熔和外延生长。顺重力定向凝固技术从根本上消除了重力对高温合金定向凝固的不良影响,有希望发展成为新一代的先进单晶叶片成型技术。     

Fe含量对快凝铝铁合金凝固过程的影响

用热力学及非平衡动力学理论研究了Ｆｅ含量对快速凝固铝铁高温合金的显微组织及快凝过程的影响机制。结果表明：随着铁含量的增加，快凝条带中的微胞晶区（ＺｏｎｅＡ）体积分数呈下降趋势；由于合金中存在初生相，从动力学上减弱了合金的过冷及凝固速度。     

一炉双流连续定向凝固方法

阐述了自制的一炉双流连续定向凝固装置的原理及特点，对不同拉速下纯铝铸锭的表面状态及凝固组织进行了研究。结果表明，拉坯速度慢或固液界面靠近结晶器出口处，表面质量好；拉坯速度增加，柱状晶的数目经历由少增多的过程。     

Dynamic instabilities of rod-like eutectic growth patterns: A real-time study

We present a real-time experimental study of the rod-like growth patterns formed during directional solidification in a non-faceted transparent eutectic alloy, succinonitrile–(d)camphor. Slightly convex isotherms were used to slowly increase the pattern spacing λ from an appropriate starting value to the threshold spacing for rod elimination or rod-splitting instabilities allowing a quantitative determination of these thresholds as a function of the solidification rate V. We show that the threshold spacing for rod splitting obeys the general λ ～ V^?1/2 scaling law of eutectic growth, whereas the threshold spacing for rod elimination deviates from this law at low V, exhibiting the same overstability effect as previously reported for lamellar eutectic patterns. We demonstrate that topological defects (walls between hexagon domains) play an important role in rod-splitting processes. We also describe a spatially incoherent mode of oscillation that we observed in disordered rod-like patterns.     

Application of fused visual and thermal images in monitoring and evaluation of welding processes

This article presents the application results of different methods of merging images recorded using vision cameras and thermal imaging cameras. The images were recorded during the evaluation of a welding process. The object of observation was the welding arc and the welded joint during its cooling phase. Images recorded during GMA welding on two different welding stations have been taken into account. The observations have been conducted using cameras equipped with different optics systems. This article presents an analysis of the influence of different parameters of the optics systems on the resulting fused images. The analysis also considers the pre-processing method to ensure correct matching of images. The study shows that the fused image contains aggregated information useful in online monitoring and quality evaluation of the welding process.     

基于Thermo-Calc及T-f_S-C_L耦合方法预测Biot≤0.1的合金凝固路径(英文)

将二元合金枝晶凝固传输模型及相应的T-fS-CL耦合求解方法扩展到描述多元合金在Biot≤0.1条件下的凝固。基于提出的扩展模型及算法,提出一种考虑传热影响的预测Biot≤0.1合金凝固路径及微观偏析的方法。该算法与Thermo-Calc热力学计算软件接口程序TQ6相耦合,用于实时计算每次迭代需要的热力学数据。Al-2Si-3Mg三元合金实例计算证实提出的模型及算法和凝固路径与微观偏析预测方法的实用性与可靠性,Al-5.17Cu-2.63Si三元合金凝固实验结果与预测结果的取得较好的一致性。     

用改进的浓化时间法预测大型钢锭的宏观偏析

从宏观偏析产生的物理原理出发,对浓化时间法加以改进,并利用改进的浓化时间法对大型钢锭凝固过程中的碳偏析进行了计算。该方法计算简便、计算时间短、物理意义清晰,实现了对钢锭凝固时溶质富集过程的模拟。     

Formation of macroscopically phase separated Cu-colored melt-spun ribbon in (Fe0.5Cu0.5)100−xBx (x = 0, 5, 10, and 20) alloys

The microstructure of a rapidly solidified melt-spun ribbon of binary Fe-Cu and ternary Fe-Cu-B alloys was investigated. The duplex structure composed of Fe-B-rich and Cu-rich alloys was formed by liquid phase separation of Fe-Cu-B alloys regardless of the B content. We found that the element Cu shows a strong tendency to segregate on the surface of Fe-Cu-B alloy ribbons, resulting in the formation of a macroscopically phase-separated Cu-colored cover layer/core structure.     

单晶镍基高温合金的非平衡凝固

单晶高温合金具有优异的高温力学性能。本文着重介绍单晶高温合金的非平衡凝固方面的部分有趣的研究结果:包括固液界面的形态选择,从而提示如何合适控制定向凝固工艺参数;在大温度梯度下和在侧向约束条件下的定向凝固,首次发现存在一个无(γ+γ′)共晶区和TiC的上浮现象;在加快冷却速度时,还发现从未报导过的TiC的奇异形态以及其它一些亚稳相。