锶对连续定向凝固Al-Si共晶合金组织与性能的影响

本文采用新型的连续定向凝固装置,考察了锶对 Al-12.7%Si 共晶合金连续定向凝固组织及性能的影响。研究表明,在凝固速度为0.02～2.0mm/s 范围内,随凝固速度的增加,Al-12.7%Si合金连续定向凝固组织中共晶 Si 经历了片/纤维转变,且随凝固速度的增加,Si 纤维不断细化,合金的抗拉强度及延伸率不断提高;锶的加入使片/纤维转变的临界速度变小,Si 纤维更加细小,抗拉强度和延伸率明显提高。     

Ni,Cr,Al—TaC自生复合材料的定向凝固组织特性

本文采用高梯度定向凝固装置制备Ni-TaC共晶自生复合材料。系统地研究了凝固速率对凝固组织的影响。随凝固速率增大,固液界面依次呈现平一胞一枝的形貌。TaC纤维增强相的平均间距和截面积随凝固速率增大而减小,其体积分数可在一定范围内调节。与此同时,随凝固速率的增大,γ′相形貌趋于规整,尺寸减小。     

K5合金高梯度下快速凝固定向组织的研究

本文利用自行研制的超高梯度定向凝固装置（ＺＭＬＭＣ）,考察镍基高温合金Ｋ５在不同的凝固速率下特别是在高速下定向组织的生长行为。研究表明,利用该定向凝固装置可获得完全细化的定向超细晶组织。当Ｒ＝６００ｃｍ／ｓ时,其一次间距λ１小于２３８μｍ;二次枝晶间距被强烈抑制,λ２仅为６６μｍ,组织更加均匀．另外,还对界面稳定性理论在实验条件下进行了讨论     

K5合金高梯度下快速凝固定向组织的研究

本文利用自行研制的超高梯度定向凝固装置（ＺＭＬＭＣ），考察镍基高温合金Ｋ５在不同的凝固速率下特别是在高速下定向组织的生长行为。研究表明，利用该定向凝固装置可获得完全细化的定向超细晶组织。     

定向过共晶Bi／MnBi材料的凝固特性与磁学性能

本文研究了过共晶Ｂｉ／ＭｎＢｉ材料的凝固特性，讨论了生长速度Ｒ对过共晶Ｂｉ／ＭｎＢｉ材料的共晶生长和剩余磁感应强度Ｂｒ的影响。结果表明，当Ｒ＞１．２μｍ／ｓ时，过共晶Ｂｉ／ＭｎＢｉ合金能获得纤维状共晶组织，其凝固特性与共晶合金相似；用低纯度Ｂｉ，并增加含Ｍｎ量，能有效地提高Ｂｉ／ＭｎＢｉ材料的磁性，这在实用上具有重大意义。     

自生复合Cu-0.8Cr合金定向凝固过程研究

研究了非平衡状态下Ｃｒ－０．８ｗｔ％Ｃｒ亚共晶合金的定向凝固过程。结果表明,当温度梯度为３０℃／ｃｍ,生长速度分别为３μｍ／ｓ和３０μｍ／ｓ时,Ｃｕ－０．８ｗｔ％Ｃｒ合金的非平衡凝固组织;当温度梯度为３０℃／ｃｍ时,α枝晶一次间距随生长速度的增大而增大,这与枝晶一次间跨的Ｈｕｎｔ模型在低束祺段的规律一致,而与Ｋ－Ｐ模型的规律相反;Ｃｒ纤维的形成主要与液态Ｃｒ表面张力,Ｃｒ原子在液相中横向扩散能力及     

Nb基超高温合金定向凝固组织及其共晶凝固机理研究进展

Nb-Si基共晶体系超高温合金是目前最有希望应用于超高温环境的材料之一.目前的研究还仅仅停留在合金化改善其综合性能及抗氧化涂层的制备等方面,而对其共晶凝固机理等更深层次的研究还较少.从Nb基超高温合金铸态、定向凝固态组织及相组成等角度入手对该合金的微观组织变化规律进行了分析和总结;并对Nb基超高温合金共晶凝固机理的研究进展进行了综述;此外,还讨论了该合金目前仍需解决的问题.     

Ni,Cr,Al-TaC自生复合材料的定向凝固组织特性

本文采用高梯度定向凝固装置制备Ni TaC共晶自生复合材料。系统地研究了凝固速率对凝固组织的影响。随凝固速率增大 ,固液界面依次呈现平一胞一枝的形貌。TaC纤维增强相的平均间距和截面积随凝固速率增大而减小 ,其体积分数可在一定范围内调节。与此同时 ,随凝固速率的增大 ,γ′相形貌趋于规整 ,尺寸减小。     

高温共晶自生复合材料的研究进展

介绍了高温共晶自生复合材料的应用潜力，分析了自生复合材料的研究热点，指出了自生复合材料发展中存在的问题。     

自生复合Cu08Cr合金定向凝固过程研究

研究了非平衡状态下Ｃｕ０８ｗｔ％ Ｃｒ 亚共晶合金的定向凝固过程。结果表明, 当温度梯度为３０℃／ｃｍ , 生长速度分别为３μｍ ／ｓ 和３０μｍ ／ｓ 时, Ｃｕ０８ｗ ｔ％ Ｃｒ 合金呈（α枝晶＋ 共晶） 的非平衡凝固组织; 当温度梯度为３０℃／ｃｍ 时, α枝晶一次间距随生长速度的增大而增大, 这与枝晶一次间距的Ｈｕｎｔ模型在低速度段的规律一致, 而与ＫＰ模型的规律相反; Ｃｒ 纤维的形成主要与液态Ｃｒ 的表面张力、Ｃｒ 原子在液相中横向扩散能力及α枝晶间Ｃｒ 相的生长环境有关,增强Ｃｒ 原子的扩散能力,减小α枝晶侧向分枝及其间隙尺寸有助于规则Ｃｒ纤维的形成。     

Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料的定向凝固组织特征

采用电子束悬浮区熔装置（EBFZM）制备了Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料,系统地研究了Si-TaSi＋2共晶的定向凝固组织特征.当凝固速率在0.3～9.0mm/min范围内变化时,均可获得Si-TaSi2共晶自生复合材料,具有高精确取向的TaSi2纤维在硅连续基体中均匀分布.随着凝固速率的增大,TaSi2纤维的直径和平均间距减小,面密度和体积分数增大.采用零功率法考察了不同凝固速率时的固-液界面形貌.当凝固速率由0.3mm/min变化到5.0mm/min时,固-液界面经历了平界面→浅胞状界面→胞状界面→平界面的演化过程.     

SCN-Cam共晶合金的定向凝固研究

采用实时观测装置和定向凝固系统研究了SCN-Cam(Succinonitrile-wt%Camphor,wt%为质量分数)模型合金的凝固过程.实验结果表明,SCN-23.6%Cam共晶合金在常规条件下形成规则的共晶组织,共晶间距随界面推移速度的增大而减小;加入超声振动时,共晶合金生长出初生相;SCN-21%Cam亚共晶...     

亚共晶Ni-Si合金的凝固组织特征研究

采用布里奇曼定向凝固技术制备了NiNi3Si亚共晶复合材料,系统地研究了Ni-Ni3Si亚共晶的定向凝固组织特征。在较低的凝固速率R=3μm/s时亚共晶成分的合金为规则的层片共晶组织。随着凝固速率的增大,当R=8μm/s时,平界面失稳,在第二相的旁边出现浅胞状组织。当R=25μm/s时在析出相的旁边出现了突起的胞状组织。当R=40μm/s时由于固液界面前沿的成分过冷逐渐增大,凝固组织生长成为典型的树枝晶组织。并根据"成分过冷"判据,评估了固液界面前沿的"成分过冷"的大小,理论计算与实验结果基本吻合。此外,根据BH模型计算和比较了α-Ni相的界面生长温度和共晶界面生长温度,证明较高速定向凝固下不太可能制备出全耦合生长的共晶组织。随凝固速率的增大,一次枝晶间距减小,组织细化。     

Al-Cu 合金高梯度定向凝固过程中的形态转变

本文利用 ZMLMC 定向凝固装置,研究了 Al-Cu 合金系在不同温度梯度下定向凝固时凝固界面和组织形态的变化。发现存在着两种树枝状生长和胞状生长之间的转变,即在低速范围内胞状向树枝状转变,在高速范围内树枝状向胞状转变;当温度梯度足够高时,可以在整个生长速率范围内不出现树枝状生长,获得高度细化的胞状组织;合金的结晶温度间隔越宽,完全消除树枝状生长所需的温度梯度越高。     

Ni3Al+Ni7Hf2定向共晶合金的凝固行为

研究了Ni3Al/ Ni7Hf2定向共晶复合材料的组织和凝固行为。结果表明, Ni- 5.8Al-32Hf 和 Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W 合金是这类Ni3Al/ Ni7Hf2定向共晶复合材料的合适成分。这两种合金在铸态下存在Ni3Al和Ni7Hf2相。缓慢凝固时会出现少量β-NiAl相。三元合金和五元合金的凝固范围分别为41℃和57℃,临界G/R值分别为5×105和7×106℃*s*cm－2 。对三元合金在温度梯度G=250℃*cm－1 和生长速率R=5μm*s－1,对五元合金在G=350℃ cm－1和R=1μm*s－1 条件下制备了平行于生长方向定向排列Ni3Al/Ni7Hf2片状共晶材料。     

高温合金定向凝固技术研究进展

首先回顾了定向凝固的发展历史,重点分析了液态金属冷却定向凝固的技术特点。总结了高温度梯度下制备的定向凝固法单晶高温合金在组织和性能方面的研究现状,结合作者在本领域的研究,着重分析了定向凝固温度梯度、凝固速率、晶体取向、熔体超温处理、熔体对流控制对组织和性能的作用规律和机制,认为高温度梯度定向凝固是细化组织、减少缺陷、提高合金性能的重要途径。最后展望了高温合金定向凝固的发展趋势。     

定向凝固超高强度NiTi基自生复合材料

在NiTi合金中添加少量Al、Nb、Hf强化元素, 采用定向凝固原位自生法制备了一种NiTi基自生复合材料, 并在950 ℃对定向凝固棒分别进行了12 h、50 h及100 h的均匀化热处理, 对热处理后的试样进行了室温抗拉强度测试。结果表明, 定向凝固组织为沿[001]方向生长的细小的棒状胞晶组织, β-Nb相和Ti₂Ni相增强体颗粒沿NiTi胞晶间的[001]方向排列。随热处理时间的延长, 胞晶尺寸逐渐粗化, 两增强相粒子分布更加弥散均匀。热处理后NiTi基自生复合材料的最大抗拉强度达到1972 MPa, 超过了4130和8640超高强度钢, 与4140和4340超高强度钢的强度基本相当, 达到或超过了多种国内外现役的超高强度钛合金。     

定向凝固金属间化合物的研究进展

金属间化合物具有高熔点、高强度、良好的抗氧化和耐腐蚀等性能,被广泛应用于航空航天、能源动力、冶金工程等方面,然而金属间化合物的室温脆性限制了其发展及应用。目前常采用热处理、合金化、机械合金化等技术手段解决金属间化合物室温脆性的问题。其中,采用定向凝固技术制备的共晶自生复合材料受到了广泛的关注,该技术通过控制凝固参数,改变材料组织和相组成来提高材料性能。本文介绍了Ni-Al系、Ti-Al系、Nb-Si系、Fe-Al系几种常见金属间化合物,简述了几种常见金属间化合物的性能及特点,总结了定向凝固Ni-Al系、Ti-Al系、Nb-Si系、Fe-Al系金属间化合物的组织特征、性能特点、应用情况,并展望了定向凝固金属间化合物未来的发展方向。     

定向凝固包晶合金低速共生生长与带状组织

包晶合金定向凝固过程中的相和组织选择是一个复杂的过程.综述了包晶合金定向凝固中的低速带状与共生生长组织的实验和理论研究情况及其进展.讨论了低速带状与共生生长组织的关系,说明两者并非孤立存在,带状向耦合生长组织的转变可能源于某一临界成分.     

Fe-C-Cr合金定向凝固组织

对经定向凝固的共晶 Fe—2.94％C—29.1％Cr 合金及过共晶 Fe—3.12％C—35.9％Cr、Fe—2.80％C—33.1％Cr 合金的凝固组织作了研究。上述三种合金中的初晶及共晶碳化物均为(Fe,Cr)_7C_3它们都以小面状析出,其中初晶在与凝固方向垂直的截面上为六角形块。初晶碳化物在定向凝固时以六角形状进行包抄式的凝固,然后再从六角形壳向内凝固,最终生成完整六角形。随着凝固速度变小,初晶(Fe,Cr)_7C_3的截面尺寸及间距增大,且从实心的六角形棒变成空心的六角形棒。过共晶合金的液固两相区长度约为1.5mm。共晶合金凝固时,碳化物的形貌为不规则多边形棒,且在凝固速度大时,组织细小。上述三种合金,当凝固速度 R>2m/sec 时,液固界面将变得凹凸不平。