超高温度梯度快速定向凝固的Cu-Mn合金胞晶间距

利用5kW CW CO2激光器对Cu-31.4%Mn合金进行了一系列表面重熔实验, 就激光束扫描速度对重熔区微观组织生长方向的影响和超高温度梯度快速定向凝固条件下胞晶间距选择规律进行了研究. 实验结果表明 熔池中微观组织的生长方向强烈地受激光工艺参数(激光输出功率和扫描速度)的影响. 通过采用本实验的工艺, 实现了与Bridgman法类似的超高温度梯度快速定向凝固, 其温度梯度可高达106K/m, 速度可高达24.1mm/s. Cu-31.4%Mn在超高温度梯度快速凝固条件下的胞晶间距存在一个分布范围.随生长速度的增大, 胞晶间距减小. 胞晶间距与生长速度的关系为 λmax=1.25v-0.61b, λmin=4.47v-0.52b, λ-=9.09v-0.62b. 实验结果与快速凝固条件下枝晶生长模型(Hunt-Lu模型)吻合.     

变速生长条件下Al－Cu合金的定向凝固枝晶组织

应用改进的定向凝固装置研究了Ａｌ－２ｗｔ－％Ｃｕ和Ａｌ－４ｗｔ－％Ｃｕ合金在阶跃和不同加速度线性变速生长条件下，定向凝固组织的动态转变。实验结果表明：尽管定向生长的胞－枝晶动态转变过程随加速度的降低而减缓，但胞晶组织都是在经历了一定的胞晶形貌扰动之后才发生快速失稳、分枝细化并向树枝晶组织过渡，加速度不同，由失稳胞晶演变成的树枝晶可具有多种分枝形式。     

Al—4.5Cu单晶定向凝固一次枝晶间距研究

采用Ａｌ－４．５Ｃｕ单晶进行台阶变速定向凝固实验，考察了金属合金中一次枝晶间距随凝固生长速度变化的动态响应规律，结果表明，对于确定的凝固控制参数，稳态一次枝晶间距选择一个较宽的容许分布范围，同时，平均一次间距的选择也是凝固系统所经历的历史显著地相关，实验结果很好支持了Ｈｕｎｔ－Ｌｕｅ提出了枝晶生长一次间距的下限模型。     

合金定向凝固一次枝晶间距模拟

建立二元合金树枝晶生长的二维元胞自动机模型,模拟丁二腈2.5%(质量分数)乙醇定向凝固枝晶生长和一次枝晶间距选择过程。模拟结果表明:在给定的凝固条件下,定向凝固一次枝晶间距可在一个范围内变化,其具体取值与凝固历史具有相关性。在相同的温度梯度和不同冷却速度下,模拟给出的一次枝晶间距上、下限与实验结果吻合较好,详细分析影响定向凝固一次枝晶间距上下限的因素。结果表明:在给定凝固条件和合金系条件下,液相中无对流,影响一次枝晶间距上下限的主要因素是界面能和溶质扩散系数。     

变速生长条件下Al—Cu合金的定向凝固枝晶组织

应用改进的定向凝固装置研究了Ａｌ－２ｗｔ－％Ｃｕ和Ａｌ－４ｗｔ－％Ｃｕ合金在阶嗾和不同加速度线笥变速生长条件下，定向凝固组织的动态转变实验结果表明：尽管定向生长的胞－枝晶动态转变过程随加速度的降低而减缓，但胞晶组织都是在经历了一定的胞晶形貌扰动之后才发生快速失稳，分枝累化并向枝枝晶组织过渡。     

Al-Cu合金定向凝固枝晶尖端开裂及间距调整机制

采用定向凝固技术研究A1-4%Cu(质量分数)合金凝固界而形态和胞/枝晶间距调整.结果表明,在ν=30um/s低速时,枝晶通过竞争淘汰调整一次枝品间距;在ν=300um/s高速时,枝晶通过尖端开裂而不是以往的三次枝生长调整间距.尖端半径与枝品间距相互影响,在稳定枝晶间距范围内随枝晶间距的增加而增大.采用LMK理论进行分析,得到枝晶尖端开裂是尖端溶质浓度变化引起尖端半径发生变化.通过扩散模型建立了枝晶问距与凝固界面成分之间的关系,得出枝晶通过自动调节间距大小来降低成分过冷作用.     

快速凝固Al-In偏晶合金的显微结构

采用单辊法快速凝固工艺制备均质的Ａｌ－Ｉｎ偏晶合金,并对所获得的快速凝固组织和形貌进行了观察和研究。结果表明,细小的Ｉｎ颗料均匀分布在Ａｌ基体中：在甩带厚度方向上,随着与激冷面距离的增大,Ｉｎ颗粒尺寸逐渐增大;在同一辊速条件下（同一冷却速率）,随着Ｉｎ含量的增加,Ｉｎ颗粒的平均尺寸也不断增大;同一成分条件下,随着辊速的升高,Ｉｎ颗粒的平均尺寸不断减少;单辊法快速凝固过程中第二相液滴通过Ｂｒｏｗｎｉ     

8090Al—Li合金定向凝固界面形态与溶质偏析

本文阐述了定向凝固参数对8090Al-Li合金固液界面形态和溶质偏析行为的影响。结果表明:当下拉速度R<0.13mm/min(温度梯度G_L=130℃/cm)时,可得到平面凝固组织,当R>0.75mm/min(G_L=130℃/cm)时,可获得枝晶组织,且R越大,枝晶越细小。胞晶组织存在范围很窄,元素Cu偏析较严重,杂质元素Fe,Si也有很大偏析,界面形态对溶质偏析行为有显著影响。以粗枝晶凝固时,偏析比较大,凝固组织粗大。     

Ti-45Al合金的定向凝固组织

采用区域重熔定向凝固技术制备了Ti-45Al合金定向凝固试样,研究了不同参数下的凝固组织。结果表明,该合金在定向凝固过程中一次凝固可以以胞晶形式实现定向生长,胞晶内α2/γ片层方向与生长方向成45°或90°。凝固过程中稳定相β及亚稳相α同时存在,并以胞状生长,存在竞争而引起的交替现象。降速生长时定向组织比较理想。淬火实验表明,在大过冷度下亚稳α相作为领先相析出。     

定向凝固一次枝晶间距的历史相关性

采用透明模型合金丁二腈－１．０ｗｔ－％丙酮进行定向凝固实验，考察了一次枝晶间距随凝固控制参数变化的动态响应规律，发现一镒枝晶间距选择一个较宽的分布范围，而平均一欠间距具有明显的历史相关性，将实验与主要理论模型进行了比较。     

CELLULAR SPACING SELECTION OF Al-0.53wt%Zn ALLOY UNDER NEAR-RAPID DIRECTIONAL SOLIDIFICATION CONDITION

1.IntroductionCellular/dendriticspacing,asoneofthemostimportantsolidificationmicrostructuralscales,isofcriticalsignificancetothestudyofsolidificationtheoryandcontrolofmicrostructures.Recently,severalimportantdevelopments[1--4]havebeenmadeintheoreticalresearchesonplanarfrontgrowthandtheselectionofcellular/dendriticstructureatlowgrowthvelocityunderconstrainedcrystalgrowthcondition,andithasbeenrecognizedinexperimentalinvestigationsls--ic]thatthereexistsawideallowablerangeofprimarydendriticspacing…     

定向凝固规则共晶生长相间距的选择

在Ｊａｃｋｓｏｎ和Ｈｕｎｔ共晶模型的基础上，通过准动力学分析考察了规则共晶生长相间的选择原理，给出了相间距存在的上，下限，发现下限对应于稳定性参数较小的相被淘汰的临界状态，上限对应于稳定性参数较大的相办面出现凹陷生成另一相的临界状态，共晶间的最可见分布对应于凝固系统相变自由参最低的状态。     

Microstructure And Its Scales Of Cu--70%Sn Peritectic Alloy Under High—Temperature Gradient Directional Solidification

在凝固速率1-500 μm／s的范围内,Cu-70％Sn包晶合金定向凝固组织由ε相、包晶η相和共晶体组成,ε相为 领先相与最高界面生长温度假设的分析一致.理论计算结果显示,当凝固速率大于22.35 mm／s时,η相可直接从液相中析出, 无需通过包晶反应进行.凝固速率越低,ε向η相固相转变系数越大,造成ε相尺寸在1-5μm／s范围内变化很小,而包晶η 相的体积分数随凝固速率的增加呈现先减后增的变化趋势.在凝固速率小于50#m／s时, Cu-70％Sn包晶合金一次枝晶间距 满足λV0.325=199.5μm1.325·s-0.325;在凝固速率高于50μm／s时,一次枝晶间距满足λV0.528=676 μm1.528·s-0.528.     

激光快速凝固条件下Cu-27.3%Mn合金的微观组织特征

利用ＣＷ ＣＯ２激光器对Ｃｕ－２７．３％Ｍｎ进行了系列表面熔凝实验,对该合金的组织形态和胞晶间距选择规律进行了研究。结果表明;随着生长速度的提高,组织形态由低速平界面向细胞晶和高速绝对稳定平界面转变。     

定向凝固Al-40%Cu合金三维微观组织重构及共晶间距演变

本文利用连续切片技术研究了定向凝固Al-40%Cu过共晶合金中金属间化合物Al₂ Cu初生相的三维微观组织,以及抽拉速率跃迁下,三维共晶组织形态的演变和间距调整.结果表明:抽拉速率为5μm/s时,初生Al₂Cu三维组织沿生长方向存在棱面和棱角,表现出明显的棱面相生长形态;凝固过程中初生Al₂Cu相释放的结晶潜热使得生长界面发生局部重熔,三维组织中出现孔洞,形成拓扑缺陷.在Al-40%Cu合金三维共晶组织中,Al₂Cu相和Al相的体积分数分别为56.8%和43.2%,且Al₂Cu相的生长方向与试样轴向夹角为5.1°.当抽拉速率从2μm/s突然跃迁到500μm/s时,三维共晶组织形态从层片向棒状转变,这种转变不是由合金中两相体积分数变化造成的.三维共晶组织间距调整机制不同于二维组织中的分叉、内凹和界面重新形核,而是通过三维空间非同一平面连续的分叉、分枝进行,在三维下并没有观察到二维下的重新形核共晶间距调整机制.     

Si-RICH LAYER FORMATION DURING DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF AI-Si EUTECTIC ALLOY IN ELECTROMAGNETIC FIELD

The formation of a special Si-rich layer on the periphery of Al-Si eutectic alloy specimenduring directional solidification in rotary electromagnetic field has been investigated.Thislayer seems due to the migration of some Si grains onto the crucible wall,then stagnating andcoarsening further.     

EXPERIMENTAL RESEARCH ON DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF Al－4．5wt％Cu ALLOY BY ACRT METHOD

ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬＳＯＬＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＯＦＡｌ－４．５ｗｔ％ＣｕＡＬＬＯＹＢＹＡＣＲＴＭＥＴＨＯＤＪＩＥＷａｎｑｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅ...     

恒定磁场作用下Al-Pb合金快速定向凝固

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行了快速定向凝固实验,考察了磁场强度对凝固组织的影响,分析了磁场的作用机理.结果表明,恒定磁场能显著减弱熔体对流,提高凝固界面前沿液-液相变过程的空间均匀性,减缓液滴的碰撞凝并速度,使凝固试样中的弥散相粒子最大和平均尺寸减小,粒子尺寸分析布范围变窄,有助于获得弥散型偏晶合金凝固组织.     

合金在电磁场中凝固时生成的特殊表面

分析了在旋转电磁场的作用下,Al—Si共晶合金在定向凝固时形成富Si特殊表面的过程,认为它是在次级流的作用下,一些Si颗粒被传输到坩埙壁处,并滞留下来进一步粗化而形成的。