深过冷Ni-Sn合金非规则共晶的形成机制

采用熔融玻璃净化配合循环过热使Ni-32.5%Sn(质量分数)共晶合金实现了深过冷快速凝固.当过冷度大于某一临界值时,非规则共晶在凝固组织中出现.随着过冷度的提高,最终得到完全的非规则共晶组织.通过分析Ni-Sn共晶合金中各相形核、生长、以及枝晶熔断机制随过冷度的变化,解释了非规则共晶的形成机制.在深过冷条件下熔体中初生相率先形核并长入过冷熔体中,形成枝晶骨架,再辉重熔后次生相从残余熔体中析出并包围初生相,形成非规则共晶.     

深过冷Ni-Si共晶合金晶粒细化机制

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法,在Ni-Si共晶合金中取得了最大330K的大过冷度.研究了大块过冷Ni-Si共晶合金晶粒细化,发现在某一关键过冷度(△T*=184K)以上,合金晶粒尺寸明显细化.实验证实在过冷Ni-Si共晶合金中枝晶重熔和碎断是晶粒细化的主要原因.为了更好地分析其晶粒细化机制,基于枝晶生长LKT-BCT模型完成了相关的计算.     

熔体深过冷过共晶铝硅合金的凝固组织研究

本工作采用熔体急冷装置对过共晶铝硅熔体进行深过冷处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段,研究了硅含量和熔炼工艺对熔体深过冷过共晶铝硅合金凝固组织的影响。研究结果表明,合金在800℃熔炼,保温时间为30 min时,熔体深过冷处理可抑制Al-(14～18) Si合金熔体在凝固过程中初晶硅的析出。当Al-18Si合金在800℃熔炼,保温时间超过30 min时,深过冷Al-18Si合金熔体在室温金属模型中凝固时可完全抑制初晶硅的析出,获得无初晶硅的凝固组织。     

深过冷Ni—Sn共晶合金的快速凝固机制

本文通过净化法使 Ni-32.5wt-%Sn 共晶合金液获得深过冷,对该合金液在不同过冷条件下的凝固机制和组织进行了研究。结果表明:当过冷度小于约10K 时,该合金液凝固生成 Ni_3Sn相和 Ni(α)相层片共晶。在深过冷条件下,由于 Ni_3Sn 枝晶的自由生长速度远大于 Ni(α)枝晶的自由生长速度,再辉过程中,Ni_3Sn 相和 Ni(α)相不能以匹配方式生长,而由 Ni_3Sn 相作为领先相以枝晶簇方式生长。再辉过程中形成的枝晶簇,其内部 Ni_3Sn 枝晶进一步熔断粗化及 Ni(α)相在Ni_3Sn 枝晶间形成生长,最后形成非规则共晶组织。当过冷度小于130K 时,再辉之后,枝晶簇间存留有较大体积的成分仍为 Ni-32.5wt-%Sn 的合金液,这部分合金液在共晶平台阶段以层片共晶方式凝固,所以试样内部的组织由非规则共晶区和层片共晶区组成。     

深过冷合金中的非平衡现象分析

深过冷技术是快速凝固技术中的一种，它能实现金属或合金在慢速冷却条件下发生快速凝固，这就为研究者研究合金快速凝固中的一些非平衡现象提供了一种新的途径，讨论了影响熔体过冷度的主要因素，介绍了获得熔体深过冷的几种主要方法，分析了深过冷熔体的非平衡现象产生的原因。     

深过冷Fe-B-Si共晶合金凝固组织纳米化机制探讨

采用深过冷及深过冷加水淬的方法,成功地制备了样品直径为16mm,高为15mm,组织中晶粒平均尺寸小于120nm的Fe76B12Si12合金块体纳米材料。理论分析与实际计算结果表明：该合金凝固组织纳米化的主要原因在于,其共晶两相的生长速度小、组织粗化速率小、溶质平衡分配系数低以及具有相对较低的熔化焓;深过冷Fe-B-Si合金块体纳米软磁材料制备的理想条件是：获得超过冷、选择主要由溶质扩散控制生长的共晶合金成分、获得Fe2B(Si)相为完全准球状形态的二次粒化非规则共晶组织。     

深过冷Fe85B15亚共晶合金晶粒的细化机制

采用熔融玻璃与循环过热相结合的方法使Fe85 B15 合金熔体获得了320K的大过冷度,并在共晶组织中获得了晶粒尺寸为100～200nm的共晶相.理论分析和实验结果表明,合金熔体的大过冷为晶粒细化提供了驱动力,而形核率和晶粒生长速度随过冷度的变化决定了晶粒的细化.实验结果为通过深过冷快速凝固技术制备块体纳米晶材料提供了新的思路和重要的实验依据.     

深过冷Cu-Pb偏晶合金的快速凝固行为和凝固组织

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-25%Pb合金,Cu-37.4%Pb偏晶合金和过偏晶Cu-40%Pb(质量分数)合金过冷熔体凝固行为和凝固组织的演化规律,以及Cu-37.4%Pb偏晶合金的过冷度对磨损率的影响.研究表明:在过冷亚偏晶Cu 25%Pb合金熔体凝固过程中先形成α(Cu)初生相,随着过冷度的增大,凝固组织经历粗大枝晶重熔形成的细化枝晶向准球状晶粒演化的过程;在过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金熔体凝固过程中初生相为L2相,当过冷度在20～150 K区间时,得到第二相S(Pb)弥散在α(Cu)枝晶间的凝固组织,并且在该过冷区间内随着过冷度的增加,材料的磨损率也逐渐降低;在过冷过偏晶Cu-40%Pb合金熔体凝固过程中初生相为L2相,在过冷度区间42～80 K时,得到以偏晶胞形式分布的凝固组织.     

铝硅共晶合金的生长—固液界面过冷共晶片间距和生长速度间的关系

本文对铝硅共晶生长过程进行了讨论,在此基础上对Jackson—Hunt公式进行了修正。在生长速度于10 m/s/～200m/s内变化时所提出的修正式同实验结果吻台得很好。对修正公式也进行了讨论。     

Recalescence behaviour of rapid solidification in the deeply undercooled Ni-B hypereutectic alloy and formation mechanism of anomalous eutectic

以Ti--Al--Si合金作为合金化填充材料, 用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接, 研究了Ti-Al-Si对焊缝的组织和性能的影响. 结果表明: 填加Ti-75Al-5Si合金时, 熔池中Si和Ti的联合作用有效抑地制了针状脆生相Al4C3的生成, 形成了稳定的熔池, 得到了以TiN、AlN 、TiC和Ti5Si3等为二次增强相的焊缝. 焊缝的组织致密, 结合良好, 其最大拉伸强度为225 MPa     

Fe-B-Si共晶合金的微观净化及净化机制

采用熔融玻璃与循环过热相结合的净化方法,系统研究了Fe-B-Si共晶合金的净化规律及其净化机制,提出了该合金大体积液态金属获得深过冷的优化工艺,采用该工艺可快速,稳定地使6－70gFe82B17Si1,Fe80.5B15.5Si4,Fe76B12Si12,Fe76B12Si10C2别获得343K、358K、367K和412K大过冷度,并首次成功地制备了Fe76B12Si12及Fe76B12Si10C2合金的块状纳米软磁材料,研究结果表明,净化玻璃的化学成分、循环过热温度及净化过程中熔融玻璃和合金液的良好排气条件是影响净化效果的主要效果。     

深过冷Fe82B17Si1合金的凝固组织与软磁性能

采用扫描电镜、X射线衍射仪等分析方法,系统研究了凝固组织对深过冷Fe82 B17 Si1合金软磁性能的影响.结果表明:该合金的最佳软磁性能位于Fe2B相完全粒化的超细球状非规则共晶组织区,通过减小该组织中Fe2B相尺度可进一步改善其软磁性能;该合金的磁损耗机制与常规软磁材料不同,材料中存在较大的剩余损耗,其磁损耗大幅度降低的Fe2B相临界尺寸为0.5μm左右.     

负温度梯度熔体凝固过程中的形核与再辉行为

研究了63～292K热力学过冷度范围内,Cu-Ni单相合金的凝固组织演化规律,分析了负温度梯度熔体凝固过程中的形核与再辉行为.结果表明:①负温度梯度熔体凝固的冷却曲线上有较明显的形核特征;②在负温度梯度熔体凝固冷却曲线的快速再辉阶段,出现了明显的"二次再辉"特征,此"二次再辉"的本质有别于慢速凝固阶段的二次再辉,因此称之为"伪再辉".     

Cu-Fe合金的强磁场固溶时效行为

将Cu-15%Fe(质量分数)合金在强磁场中进行不同同溶时效处理,研究了合金的时效行为.结果表明,施加10 T强磁场可以促进第二相Fe枝晶的球化,而且Fe枝晶的形貌受强磁场的球化作用与高温缓慢冷却引起的粗化作用的影响.在Cu-15%Fe合金1000℃同溶处理中,施加10 T强磁场使基体中的Fe含量降低了0.39%.这表明,强磁场在一定程度上促进了Fe在Cu基体中的析出,获得与缓冷相类似的效果;施加10 T强磁场固溶处理并在10 T强磁场作用下经500℃时效处理后,基体中的Fe含量较低.其原因是,施加强磁场后Fe原子的析出规律受温度制度和析出相磁性转变的共同影响.施加强磁场改变了原子的激活能,进而影响了原子的扩散行为.     

电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响

研究了电磁搅拌对过共晶Al-Si合金中初生Si长大和形貌的影响。结果表明,当合金含Si量低于30％时,电磁搅拌引起过共晶Al-Si合金中初生Si显著细化和球团化,但当合金含Si量超过30％时,电磁搅拌对初生Si细化的作用有限,组织中仍然存在较粗大的板片状初生Si;提高电磁搅拌时合金熔体冷却速度可减小初生Si的尺寸;进行正、反转电磁搅拌,初生Si的尺寸将进一步减小,在电磁搅拌条件下,初生Si发生细化和球团化的主要原因是：搅拌引起合金熔体温度场、溶质场的均匀化,引起初生Si的机械破碎,相互摩擦和抑制初生Si各向异性生长。     

新型稀土镁基贮氢电极合金的结构与性能

系统研究了La0．7Mg0．3(Ni0．85Co0.15)x(x=2．5，3．0，3．5，4．0，4．5，5．0)贮氢电极合金的结构和储氢性能．该类型合金由(La，Mg)Ni3相(PuNi3型结构)和LaNi5相(CaCu5型结构)组成，两相的a轴参数和晶胞体积都随着x值的增大而减小．(La，Mg)Ni3相的丰度先从x=2．5时的48．4％增加到x=3．5时的78．2％，然后又减小到x=5．0时的12．2％，而LaNi5相的丰度在x=2．5-3．5时基本保持不变(-20％)，在x=4．0时突然增加到71.9％．合金的吸氢量从x=2．5时的0．86％(质量分数)增加到x=3．5时的1．50％然后又减小到x=5．0时的1．19％．合金的放氢平台压力在x=2．5-3．5时保持基本不变(-65．9kPa)，然后逐渐增加到x=5．0时的0．30MPa．随着x的增加，吸放氢过程的滞后效应先增大后减小，而合金的放氢平台变得更加平坦．