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。     

Al-Ni-Y三元共晶合金定向凝固组织定量分析

在5 K/mm温度梯度下,在不同的下拉速率(1~50 mm/min)下对成分为Al-1.0%Ni-3.0%Y(摩尔分数)三元共晶合金进行下拉定向凝固。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察横纵截面的组织,研究定向凝固后合金组织的变化规律;应用MIAPS软件和定量金相法定量分析合金组织中各组成相及共晶团的尺寸、体积分数以及共晶层片间距等形貌特征参数随凝固条件(v)的变化。结果表明:定向凝固后,合金组织定向生长特征明显;随着下拉速率的增加,Al-Ni-Y三元共晶合金组织由1 mm/min时的α(Al)+Al3Y+Al23Ni6Y4三相共晶组织逐渐转变为下拉速率5 mm/min以上时的α(Al)+Al3Y相组成的菊花状共晶和α(Al)+Al23Ni6Y4相组成规则层片状共晶所组成的两个两相共晶组织;当下拉速率增加到50 mm/min时,完整的菊花状共晶组织特征消失,组织破碎细化,转变为α(Al)+Al3Y相枝晶状共晶。同时,组织的各特征参数与下拉速率之间具有明确的数学关系。     

定向凝固条件下Al-5%Fe过共晶合金的组织演化

利用定向凝固技术研究了生长速度和合金元素Cr对过共晶Al-Fe合金初生Al3Fe相生长过程的影响.结果表明:随着生长速度的增加.初生Al3Fe相将发生粗大板片状→厚片状→薄片状→分枝片状的转变.当加入合金元素Cr后,初生Al3Fe相的形貌由粗大板片状、厚片状、薄片状、分枝片状变成块状和片状.同时,讨论了各种形貌组织的形成机理.     

定向凝固条件下AI-5％Fe过共晶合金的组织演化

利用定向凝固技术研究了生长速度和合金元素Cr对过共晶Al-Fe合金初生Al3Fe相生长过程的影响。结果表明：随着生长速度的增加,初生Al3Fe相将发生粗大板片状→厚片状→薄片状→分枝片状的转变。当加入合金元素Cr后,初生Al3Fe相的形貌由粗大板片状、厚片状、薄片状、分枝片状变成块状和片状。同时,讨论了各种形貌组织的形成机理。     

强脉冲磁场对Al-Cu共晶合金定向凝固组织的影响

用自行研制的脉冲磁场发生装置，研究了在强脉冲磁场作用下Al-Cu共晶合金的定向凝固组织，分析了脉冲磁场强度对合金定向凝固组织的影响。结果表明：脉冲磁场对Al-Cu合金凝固组织有着显著的细化作用：脉冲磁场强度对细化效果起着关键性的作用；同时指出了实验中的新现象和新问题。     

一种定向凝固高温合金的薄壁效应研究

采用定向凝固无余量精铸工艺，制造了接近于空心涡轮叶片的２和壁厚的管状薄壁试样，研究了一种定向凝固高温合金的薄壁性能，结果表明，薄壁试样的持久性能与标准试样相比没有明显的下降，说明在本试验条件下，该合金的薄壁效应不明显，从工艺因素和显微组织方面讨论了试验结果。     

Nb42Ti21Co37包共晶合金定向凝固组织演化规律研究

包共晶转变兼具共晶转变和包晶转变双重特征,存在于众多的工业合金中。然而,迄今为止尚未建立起相对完整的包共晶凝固理论模型,关于其凝固机理的相关研究较少。基于此,本文针对Nb42Ti21Co37包共晶合金开展了不同抽拉速度(V=1, 3, 5, 15, 30, 70 μm/s)下的定向凝固实验,旨在研究不同抽拉速度下合金的微观组织演化规律,并构建相应的凝固机制。研究结果表明：Nb42Ti21Co37包共晶合金常规铸态和定向凝固组织中均含有α-Nb、Co6Nb7和TiCo＋Co6Nb7包共晶相,随着抽拉速率的逐渐增加,初生相α-Nb依次经历了圆球状→花瓣状→团簇状→枝晶状的转变;伴随着上述过程,淬火界面经历了胞状界面到胞枝晶状界面的转变,并且,在抽拉速率V=70 μm/s时固/液界面消失;其次,定向凝固稳态生长区内包共晶的组织逐渐细化,其层间距与生长速率呈指数线性关系,即λ=-1＋5×e2.5;当抽拉速率低于5μm/s时,合金的定向凝固过程与平衡凝固相类似;另外,各相在稳定生长区的生长机制为共生生长,随着抽拉速率的增加,包共晶组织的定向排列性逐渐变差。     

Nb-Mo-Si共晶合金的定向凝固组织特征

采用光悬浮区熔定向凝固技术制备了Nb-Mo-Si三元共晶合金,研究了试棒旋转速度和抽拉速度对Nbss-β(Nb,Mo)5Si3共晶组织形态的影响。结果表明籽晶棒的旋转对组织形态有显著影响,而料棒的旋转对组织形态的影响并不明显。当抽拉速度是5mm/h,籽晶棒不旋转时,得到了规则的Nbss-β(Nb,Mo)5Si3片层结构;而当籽晶棒旋转时,试棒中心处为先析出的球状Nbss和规则片层组织,沿径向向外,规则的片层组织逐步转变成不规则的碎块状组织。当籽晶棒不旋转,抽拉速度是1mm/h时,组织为不规则共晶组织,Nbss倾向于连成网状;当抽拉速度是3～5mm/h时,形成典型的规则片层组织;当抽拉速度是10mm/h时,具有片层组织的柱状晶和胞状晶共存。此外,从液/固界面特性及过冷度的角度对组织多样性进行了讨论。     

定向凝固下Mg-3Zn-Y合金组织和力学性能研究

采用定向凝固工艺,在单一变量下分别对Mg-3Zn-Y合金在不同温度梯度以及不同拉伸速度下显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:随着温度梯度逐渐增大,柱状晶更加粗大、均匀,方向性也更好;随着凝固速度逐渐增大,柱状晶平均宽度逐渐变窄,平均晶粒尺寸逐渐减小,晶粒分布的均匀性逐渐降低,晶粒生长的方向性、连续性也逐渐变差。提高温度梯度、拉伸速度,均能改善合金力学性能。     

Al-Cu共晶合金定向凝固不同抽拉速度下的组织演化

研究了Al-Cu共晶合金定向凝固下的组织演化规律。结果表明,在一定的温度梯度下,随着凝固速度的增加,共晶层片间距因Al2Cu分叉而发生细化。在定向凝固过程中,层片间距的调整是通过纵向生长上的分叉和横向上的错配边界移动实现的,共晶组织达到稳态的过程是纵向和横向不断调整的过程。     

Pb-Bi-Sn准包晶合金定向凝固微观组织演化

采用液态金属冷却定向凝固结合液淬法,在温度梯度为18 K/mm、凝固速度为0.5～100 μm/s的条件下系统研究了Pb-30％Bi- 18％Sn准包晶合金的微观组织演化及溶质分布规律.主要从凝固路径、相组成、溶质分布及微观组织特征等几个方面来研究Pb-Bi-Sn准包晶合金定向凝固过程的组织演化.其中,准包晶合金的凝固路径通过DSC差热分析的方法进行研究,发现其凝固路径为:L→L+α-Pb→L+α-Pb+β-Pb7Bi3→L+α-Pb+β-Pb7Bi3+Sn→ (β-Pb7Bi3+Sn)共晶.结合XRD,分析定向凝固试样的相结构,结果表明:试样由具有面心立方结构的α-Pb相、密排六方结构的β-Pb7Bi3相和体心正方结构的(Sn)相构成.在Pb-Bi-Sn合金定向凝固过程中,当凝固速度为0.5～2 μm/s时,初生α-Pb相以胞状界面生长,而当凝固速度增大至5μm/s及以上时,初生α-Pb相将由胞状转变为枝晶状界面生长.利用能谱分析仪对定向凝固试样进行溶质分布测试,发现局部出现溶质偏析,导致共晶组织(β-Pb7Bi3+Sn)出现.     

Phase Selection and Microhardness of Directionally Solidified AlCoCrFeNi2.1 Eutectic High-Entropy Alloy

In the present work, the solidi?cation behaviors and microhardness of directionally solidi?ed AlCoCrFeNi_2.1 eutectic highentropy alloy (EHEA) obtained at different growth velocities are investigated. The microstructure of the as-cast AlCoCrFeNi _2.1 EHEA is composed of bulky dendrites (NiAl phase) and lamellar eutectic structures, indicating that the actual composition of the alloy slightly deviates from the eutectic point. However, it is interesting to observe that the full...     

ZL108合金的快速凝固微观组织研究

对采用单辊旋转淬冷法制备的ZL108合金进行了差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)和透射电镜分析(TEM).试验结果表明,在快速凝固合金的衍射谱中,只有Al的衍射峰出现,且具有比常规合金小的晶格常数.在DSC分析的热流温度曲线上,合金开始熔化之前,快速凝固合金比常规合金多一个明显的放热峰.通过TEM分析得到,快速凝固ZL108合金具有无发达枝晶的亚共晶组织,由微米尺寸的晶粒和共晶区组成,共晶区中的Si颗粒达到了纳米尺寸.说明在快速凝固ZL108合金中,Si等合金元素已基本溶入Al的固溶体中,造成了溶解极限的增大和共晶点右移.     

Microstructure Development of Directionally Solidified Nb-Ti-Si Based Ultrahigh Temperature Alloy

Integrally directional solidification of an Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy was performed in an ultrahigh temperature and high thermal gradient furnace with the use of ceramic crucibles. The microstructural evolution with the withdrawing rate increasing during directional solidification was revealed. The integrally directionally solidified microstructure was composed of couple grown lamellar (Nbss+(Nb,X)5Si3) eutectic colonies and a few hexagonally cross-sectioned (Nb,X)5Si3 columns (X represents...     

快速凝固Ni-Sn共晶合金的组织与力学性能

采用单辊实验技术研究了Ni-32.50%Sn共晶合金的急冷快速凝固组织,测试了合金的抗拉强度和伸长率,分析了冷却速率与合金组织及力学性能之间的关系.研究结果表明,在急冷快速凝固条件下,Ni-32.5% Sn共晶合金形成了全部的不规则共晶组织.随着冷却速率的增大,合金组织明显细化,均匀性提高,不规则共晶和等轴晶的数量增多,细晶强化作用增强,NiSn共晶合金的抗拉强度增大,伸长率降低.     

氧化物共晶陶瓷定向凝固研究进展

定向凝固氧化物共晶自生复合陶瓷具有优异的高温强度、抗氧化性、抗蠕变性以及良好的高温结构稳定性,被认为是新一代在高温氧化性气氛中长期工作的首选超高温结构材料之一。回顾了氧化物共晶自生复合陶瓷的发展历史,总结了目前定向凝固氧化物共晶陶瓷凝固组织和力学性能方面的研究现状,同时结合作者在本领域的研究,着重分析了高温度梯度定向凝固条件下氧化铝基共晶陶瓷的组织特征、凝固特性、力学性能以及增韧机制。最后展望了定向凝固氧化物共晶陶瓷的发展趋势。     

Er元素对定向凝固Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金微观组织和共晶相形貌的影响

采用定向凝固方法制备了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-xEr（x=0,0.1,0.2,0.5,质量分数,%）4种合金棒。利用光学显微镜（OM）、电子探针（EPMA）、能谱分析（EDS）和其他方法研究了铸态合金的微观组织和第二相形貌。结果表明：Er元素能增加Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金定向凝固组织的枝晶数量,并能减小合金的一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距。适量Er元素能减少合金第二相的含量并有利于形成圆形第二相。生成的Al₈Cu₄Er相会降低T相（AlZnMgCu）中的Cu含量,起到圆润T相边界的作用,改变了T相的形貌和内部结构,并且Al₈Cu₄Er相能充当T相的形核位置,使得一部分T相围绕该相生长。Er的添加会提高合金的显微硬度。     

定向凝固NiAl－Cr、NiAl－（Cr，Mo）共晶合金的显微结构研究

利用ＴＥＭ研究了两种定向凝固共晶合金ＮｉＡｌ－Ｃｒ和ＮｉＡｌ－（Ｃｒ，Ｍｏ）在不同状态下的显微结构特征，以能了解其复相强韧化作用。它们的显微结构分别呈棒状和层状形态。共晶两相间的界面呈半共格，存在不可动的位错网。此外，在（Ｃｒ，Ｍｏ）相上分布着细小的共格ＮｉＡｌ析出相。经形变后，ＮｉＡｌ相中的位错被界面位错网钉扎，（Ｃｒ，Ｍ０）相中未发现位错。经１３００Ｋ×５００ｈ热处理，共晶形态稳定不变，ＮｉＡｌ析出相稍显粗化。