深过冷BFe30-2合金凝固组织演化

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。研究表明:在过冷度39～203K的范围内,其凝固组织的形态有三次变化过程:第一次是在39～118K过冷度范围,随着过冷度的增加,凝固组织中枝晶明显细化且同时存在枝晶重熔形成的第一类粒状晶;第二次发生在118～174K过冷度范围,因枝晶熟化被抑制,形成的第一类粒状晶转变为高度细化的细枝晶;第三次发生在174～203K过冷度区间,组织因细枝晶再结晶转变为均匀的准球状晶粒。     

DZ125高温合金深过冷凝固组织转变规律

采用熔盐净化剂与循环过热相结合的方法,获得了过冷度高达180 K的DZ125高温合金深过冷熔体,研究了合金深过冷凝固的组织演化过程.结果表明,随着过冷度△T的增大,凝固组织经历3次转变过程:当△T<48 K时,合金的凝固组织为普通树枝晶;当48 K≤△T<85 K时,枝晶因再辉发生熟化和重熔,组织转化为第1类粒状晶;当85 K≤△T<160 K时,再辉所产生的重熔效应大大降低,凝固组织为深过冷树枝晶;当△T≥160 K时,发生枝晶破碎及再结晶,凝固组织转变为第Ⅱ类粒状晶.     

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Ni-Sn亚共晶合金的组织演化

采用熔融玻璃净化法+循环过热法,考察了Ni-28%Sn、Ni-30%Sn亚共晶合金在不同过冷度下的冷却曲线和组织演化规律。结果表明,成分偏离共晶成分较近的Ni-30%Sn合金比成分偏离共晶成分较远的Ni-28%Sn合金更易获得较大的过冷度,更易于出现再辉过程;同时,深过冷凝固情况下,两种成分的凝固组织差别较大。同Ni-30%Sn合金凝固组织相比,Ni-28%Sn合金的层片状(α-Ni+Ni3Sn)规则共晶组织容易被抑制,非规则反常共晶形成困难,初生α-Ni枝晶组织粗大,依附在其周围生长的Ni3Sn晕环组织更易大范围的形成。     

过冷DD3单晶高温合金凝固组织演化

用复合熔盐净化与循环过热相结合的方法,研究了ＤＤ３单晶高温合金过冷熔体凝固组织的演化规律,获得了最大过冷度２１０Ｋ,在所获得的过冷度范围内,其凝固组织的形态发生三次突变;第一次是在过冷度为３０Ｋ时,因枝晶熟化,重熔,高度发牵树枝晶转变为第一类粒状晶;第二次发生在过冷度为７８Ｋ时,因枝晶熟化抑制,组织转变为细枝晶;当过冷度大于等于１８０Ｋ时,组织因枝晶发生碎断和再结晶而转变为第二类粒状晶     

深过冷Fe—30Co合金中亚稳相形成与组织演化

采用熔融玻璃净化法,在Ｆｅ－３０Ｃｏ（原子分数,％,下同）合金中获得了３０８Ｋ的过冷度,借助光学显微镜和透射电子显微镜观察了过冷度与组织演化的关系以及ｂｃｃ亚稳相的微观结构。     

大体积深过冷Co-Sn合金的凝固过程与组织演化

将含12％-32％Sn(摩尔分数)的系列Co-Sn合金熔体过冷至平衡液相线以下不同温度进行凝固实验,通过监测快速凝固过程中的温度再辉与凝固组织分析不同过冷度下各合金的凝固行为进行研究.确定了Sn含量从14％到31％范围内Co-Sn合金凝固时共晶两相进行耦合生长和非耦合生长的分界线,在此成分范围之外的Co-Sn合金则很难被过冷至共晶共生区.在非共晶成分Co-Sn合金的深过冷凝固过程中不存在非互惠形核现象.     

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.     

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。     

准晶Al_(72)Ni_(12)Co_(16)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Al72Ni12Co16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Al72Ni12Co16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Al72Ni12Co16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-Ni-P-B共晶合金的深过冷凝固组织演化

采用玻璃熔覆法使Fe-Ni-P-B共晶合金在不同过冷度条件下凝固,研究了其组织随过冷度的演化规律.结果表明,随着过冷度的增加,凝固组织形态逐渐从棒状规则共晶向不规则的粒状共晶组织转化.当T＜35 K时,棒状规则共晶组织随过冷度增加而逐渐细化;当35 K＜ T＜150 K时,凝固组织由团状非规则共晶与棒状规则共晶构成,且随着过冷度增加非规则共晶逐渐增多,规则共晶组织减少,共晶间距增大;当T＞150K时,获得完全非规则共晶组织.应用Jackson-Hunt共晶生长模型和枝晶熔断理论,对Fe-Ni-P-B共晶合金凝固组织形成机制进行了分析讨论.     

过冷Ni-31．44％Pb偏晶合金凝固行为

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究Ni-31.44%Pb偏晶合金宽过冷区间凝固组织演化规律;结果表明,过冷偏晶合金在快速凝固阶段首先形成枝晶α骨架,再辉重熔后分布于枝晶间的残余液相按照平衡凝固模式进行后续反应;在0～286K过冷范围内,当ΔΤ＜50K时,合金凝固组织为粗大枝晶α+枝晶间Pb相;当70＜ΔT＜232K时,凝固组织为细密枝晶α+枝晶臂上细小的Pb颗粒+枝晶间Pb相;当ΔT＞242K时,凝固组织为过冷粒状晶+均匀细小的Pb颗粒+少量尺寸较大的枝晶间Pb颗粒,过冷粒状晶的粒化机制属于枝晶碎断-再结晶机制.     

热分析在Fe-B合金深过冷凝固过程中的应用

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的深过冷技术,研究了Fe-B共晶合金熔体的深过冷及超过冷凝固组织与冷却曲线的关系.凝固过程的热分析表明,合金熔体冷却曲线的变化体现了熔体的过冷程度,即通过对冷却曲线特征参量的分析能够直接确定深过冷/超过冷凝固组织的获得,而且过冷度与初生相的形核、分布、晶粒大小及共晶组织形貌等凝固特征的对应关系也能够通过冷却曲线反映出来.     

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。     

定向凝固 Al7(CoCrFeMnNi)93 高熵合金微观组织演化及单晶生长

采用定向凝固技术研究了Al7(CoCrFeMnNi)93高熵合金微观组织的演化规律,以自然竞争生长法制备出胞状和树枝状亚结构单晶体,并研究了亚结构和取向对高熵合金单晶体纳米力学性能的影响。结果表明,Al7(CoCrFeMnNi)93高熵合金在定向凝固过程中界面更容易失稳,其平-胞界面转变速率小于1 μm/s,胞-枝界面转变速率范围约为2 ~ 5 μm/s。合金的一次、二次枝晶间距均随着定向凝固速率增加而逐渐减小,并分别与抽拉速率满足指数关系。定向凝固后,该合金枝晶干区域富集Co、Cr和Fe元素,而熔点较低的Mn、Ni和Al元素倾向于富集枝晶间区域。以自然竞争法获得的胞状、树枝状亚结构单晶的取向分别为[2 1 4]和[2 1 3]。纳米力学性能数据表明偏析行为造成的亚结构对单晶体的弹性模量和硬度影响较小,而晶体取向对单晶体的弹性模量影响较大,对硬度值影响较小。     

深过冷液态Co85Cu15亚包晶合金的快速凝固

采用熔融玻璃净化法使大体积Ｃｏ８５Ｃｕ１５亚包晶合金的最大过冷度达到３５１Ｋ,实验测得其超过冷临界过冷度为３７９Ｋ,随着过冷度的增大,显微组织由树枝晶转变为等轴晶,并显著细化;溶质截留效应增强,显微偏析程度减小,Ｃｏ的同素异构转变受到抑制,凝固组织中Ｃｏ主要是亚稳的过饱和α－Ｃｏ固溶体,ε－Ｃｏ含量极少。     

Precipitation and Evolution Behavior of Peritectic Phase in Undercooled Co-20at%Ru Alloy

通过深过冷凝固实验对Co-Ru包晶合金中不同相的析出及演化行为进行了研究。采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法对该合金的深过冷实验获得了217 K (0.12 TL) 的最大过冷度。结合经典形核理论的计算结果,在全过冷度范围内ξ相始终作为先析相优先从熔体中析出。当过冷度（ΔT）小于临界过冷度 (ΔT* ≈ 180 K) 时,合金凝固组织表现为典型的包晶组织,此时包晶相的析出依赖于ξ相的形态改变;当ΔT>ΔT*时,虽然ξ相仍为先析相,但是包晶相α的析出不再依赖于ξ相,而是直接从过冷熔体中析出并与ξ相竞争长大。随着过冷度的增大,包晶相的相对含量先增加后减少最后再次增加     

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。