三元Co-Cu-Si合金的液相分离与组织特征

在自由落体条件下实现了三元Co45Cu45Si10和Co25Cu25Si50舍金的快速凝固,所获得的最大过冷度分别为357 K(0.22TL)和320 K(0.20TL),测定其液相面温度分别为1 600 K和1 592 K,固相面温度分别为1 358 K和1 105 K.Co45Cu45Si10舍金液相分离临界过冷度仅为8 K.直径大于100μm的合金液滴发生L a-Co→ε-Co的包晶转变,凝固组织由(Cu)、ε-Co和α-Co三相组成,而直径小于100μm时,合金液滴的凝固组织主要由(Cu)和ε-Co两相组成.Co25Cu25Si50合金不存在液相分离临界过冷度,形成由CoSi、CoSi2和Cu3Si 3个金属间化合物相组成的快速凝固组织.尽管Cu3Si的形核率最大,但始终没有形成领先生长相.当过冷度小于127 K时,形成以CoSi2为初生相枝晶的凝固组织;当过冷度大于127 K时,则形成以CoSi为初生相枝晶的凝固组织.     

深过冷Fe-Mo合金中初生α-Fe相的快速生长

采用落管无容器处理技术实现Fe-8%Mo和Fe-26%Mo合金的深过冷快速凝固。结果表明:大尺寸Fe-8%Mo合金液滴的凝固组织由α-Fe枝晶晶粒组成,溶质Mo主要富集于晶界处。随着合金粒子直径的减小,α-Fe相组织形态由粗大枝晶向等轴晶转变并显著细化,同时α-Fe相的微观偏析逐渐减弱。当粒子直径减小到约100μm时,发生显著的溶质截留效应,过冷度和冷却速率的增大抑制了溶质Mo的扩散。大尺寸Fe-26%Mo合金液滴的快速凝固组织由残余α-Fe相和层片共析组织(μ+α-Fe)组成,且随着粒子直径的减小,凝固组织由层片状逐渐转变为颗粒状。理论计算表明,随着过冷度的增大,α-Fe枝晶发生由溶质扩散控制生长向热扩散控制生长的转变。发生该转变所需的临界过冷度随合金中Mo含量的增大而增大。     

三元Fe—Co—Si合金中金属间化合物的生长特性研究

通过DSC热分析确定了三元Fe-32.29%Co-20.33%Si合金的固相面和液相面温度分别为1 148 K和1 535 K.采用熔融玻璃净化技术实现了该舍金的深过冷与快速凝固,最大过冷度达378 K(0.25TL).当过冷度为98～378 K时,合金凝固组织由α(Co,Fe)2Si和(Fe,Co)5Si3相组成.分析确定该合金熔体开始凝固时,首先析出亚稳的过饱和β(Co,Fe)2Si固溶体,随后发生脱溶转变析出第2相(Fe,Co)5Si3,亚稳的p(co,Fe)2Si转变为稳定的α(CO,Fe)2Si.研究发现,随着过冷度的增大,β(Co,Fe)2Si枝晶生长速度呈指数增长趋势.     

旋转磁场及Ce对Sn-Bi合金凝固组织的影响

研究了旋转磁场及Ce对Sn-Bi合金凝固过程的影响。试验结果表明,对Sn-55Bi亚共晶合金,旋转磁场能显著地细化晶粒,抑制初生相Sn的生长,改善组织;对Sn-65Bi过共晶合金,施加旋转磁场消除了组织不均匀的现象,但对初生相Bi的细化作用不大;在Sn-65Bi过共晶合金中加入1%(质量分数)的Ce后施加旋转磁场,明显抑制了初生相的生长,大块Bi相得到显著细化,分析认为这是由旋转磁场及Ce共同作用的结果。     

自由落体条件下Ni-Pb-Si/Ge合金的组织形成规律

采用落管方法研究Ni-30%Pb-5%Ge和Ni-9%Pb-5%Si偏晶合金的快速凝固.Ni-30%Pb-5%Ge合金形成了"偏晶胞+初生相(Pb)"、"偏晶胞+壳核"、"壳核+α-Ni枝晶"和"均匀弥散"四种凝固组织.实验统计和理论计算表明,小直径合金液滴倾向于形成均匀弥散的两相组织.Ni-9%Pb-5%Si合金形成的凝固组织以初生的α-Ni相枝晶为主,枝晶间和枝晶内均有Pb相分布.随合金液滴直径的减小,α-Ni相枝晶向等轴晶转变,Pb相组织在晶界处逐渐富集.α-Ni固溶体中没有Pb原子固溶,溶质Si原子的含量随液滴直径的减小而增加,溶质截留效应显著.     

三元Pb-Sb-Sn合金的快速凝固及组织特征

实现了三元Pb-12%Sb-4%Sn和Pb-15%Sb-10%Sn合金在深过冷条件下的快速凝固,实验中获得的最大过冷度分别为65 K(0.13TE)和70 K(0.13TL)。XRD分析表明,这两种合金在实验过冷度范围内均由(Pb)固溶体、(Sb)固溶体和SbSn金属间化合物三相组成。在小过冷条件下,Pb-12%Sb-4%Sn共晶合金的三相以层片状交替分布,协同生长。随着过冷度增大,(Sb)作为初生相以小平面方式生长,且三元层片共晶组织显著细化。对于Pb-15%Sb-10%Sn合金,其凝固组织由初生相、二相共晶和三元共晶组成,初生SbSn相以具有小平面特征的枝晶方式生长。在实验基础上,对三元Pb-Sb-Sn合金的形核特征和生长规律进行了理论分析。     

自由落体条件下Fe-23%Mo-27.5%Si三元包共晶合金的快速凝固

采用落管无容器处理技术实现了Fe-23%Mo-27.5%Si三元包共晶合金的快速凝固,获得直径为100~1 200μm的合金粒子。研究发现,室温下凝固组织由包共晶组织和三相共晶组织[FeSi相+τ(1Fe5Mo2Si5)+MoSi2相]组成。随着粒子直径的减小,初生FeSi相由粗大枝晶变为碎断枝晶,进一步变成不规则的粒状晶粒;共晶胞体积变小,其形貌由层片状变为涡旋圈状。理论计算表明,随着液滴直径的减小,过冷度和冷却速率呈指数关系增大,试验中获得的最小粒径对应的最大过冷度达到420 K(0.26T)L。     

金属矿尾矿库远程网络DCS安全预警测控系统

为改变传统尾矿库管理与控制中出现的巡矿劳动强度大、不能提前预测潜在危险、出现问题不能及时预警处理等缺点,提出基于远程网络DCS的尾矿库安全预警系统。首先设计出包含感知层、汇聚层、服务层、应用层的尾矿库远程网络DCS宏观控制架构,进而对每一层的硬件与软件功能设计进行了具体的介绍,重点论述了DCS汇聚层PLC程序设计与远程网络应用层软件设计。最后对尾矿库预警诊断专家系统结构进行了详细讲解。实践表明,本系统在很大程度上降低了工人巡查尾矿库劳动强度与维护成本,提高了尾矿库安全监测和管理水平,具有较好的示范推广应用价值。     

落管中Fe-Mo-Si三元包共晶合金的快速凝固机制

采用落管无容器处理技术实现了Fe-27．5％Mo-20．5％Si三元包共晶合金的快速凝固,获得直径介于50～900μm的合金小球,对其凝固机制进行了探讨。理论计算出不同直径液滴在落管中自由下落时的冷却速率和过冷度,实验中获得的最大过冷度达339K（0．21TL）。EDS和SEM测试结果表明,初生相为FeSi,包共晶相为τ1（Fe5MoSi4）和R（Fe2MoSi2）相。当300pm〈D≤900μm时,凝固组织由残余初生相、包共晶相和三相共晶组成;当直径≤300μm时,三相共晶受到抑制。根据晶体生长形态与相图,提出了合金液滴在不同粒径下的两种凝固方式。