过冷Fe75Ni25合金晶粒细化机制的研究

采用熔融玻璃净化结合循环过热的方法，对过冷Fe75Ni25合金的晶粒细化机制进行了系统的研究，在所获得的过冷度范围内，发现了两次晶粒细化现象，基于理论计算和对实验结果的分析，系统考察了合金的晶粒细化机制，结果表明，第一次晶粒细化（56K〈△T〈145K），是由于重熔引起的枝晶骨架的破断；而第二次晶粒细化（△T〉209K），则是快速凝固收缩产生的应力导致枝晶碎断，并在应变激活能和晶格畸变能的共同作用下引发再结晶的结果。     

多相竞争形核对相结构和过冷度的依赖性

采用经典形核理论与负熵模型相结合,研究了多相竞争形核对竞争相的结构和过冷度的依赖性.通过对Fe70Co30合金熔体中的两个竞争相b.c.c相和f.c.c相的界面能、体积自由能差和临界形核功的计算,并结合已有的试验结果进行了分析.结果表明,存在两相或多相竞争形核的金属熔体中存在着一个临界温度Tc.当熔体温度T＞Tc时,稳定相将优先形核;而当熔体温度T＜Tc时,亚稳相将优先形核.     

非平衡凝固对随后固态转变的影响

基于Fe-Ni包晶合金,Fe-B共晶合金和Ni基高温合金在快速凝固条件下的液/固相变过程对随后固态相变的影响规律,综合论述了非平衡凝固抑制包晶反应决定δ/γ转变路径,控制亚稳/稳态相转变和细化沉淀相等作用.结合相关理论分析了非平衡凝固过程与固态相变的内在物理联系.上述研究体现出进行非平衡凝固与固态转变一体化研究的科学意义.     

热处理对AuCuPtPdNiRh合金显微组织的影响(英文)

运用金相组织分析、差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对铸态、固溶态(750℃、1 h,850℃、4 h,950℃、1 h)和热处理950℃、4 h后的金基合金的显微组织进行了研究。该金基合金由Au(Cu,Pd)固溶体和Pt(Rh,Ni)固溶体以及它们的混合物构成。随着热处理温度的提高,Pd溶质由混合物中偏析出来。在700℃、850℃和950℃进行热处理时,形成了L12结构的Au Cu3相。     

高压铸造AlSi7MgMn合金热处理工艺研究

对高压压铸AlSi7MgMn合金采用退火+人工时效处理,研究了其组织与性能的演化。结果表明,退火+人工时效处理可以在铝基体内部析出纳米Si颗粒,使材料变形过程中位错在铝晶粒内部发生缠结和存储,提高材料塑性变形的能力;人工时效后,在铝基体内析出针状β″相,可显著阻碍位错的运动,产生析出强化效应。与压铸态相比,采用两步热处理工艺合金的屈服强度达到150 MPa,提高了25%,断后伸长率没有下降,达到9%。     

金属材料非平衡相变的热/动力学协同

金属热加工通过相变决定材料最终组织和性能。随非平衡技术快速发展,热加工工艺趋于极端化和多样化,控制相变的热力学与动力学机制从简单近平衡条件下的相对独立转变为复杂远平衡条件下的高度关联。基于热/动力学独立处理的传统理论已无法应对上述相变涉及的机理描述、组织预测和过程控制。这已然成为高端制造业迫切需要解决的关键问题,也给金属材料非平衡相变研究带来了挑战和机遇。针对纯Fe沿Bain路径的马氏体切变、低合金钢组织调控中的马氏体相变、晶界迁移及晶粒长大热稳定性,整理出热力学驱动力和动力学能垒的定量关联,进而演绎并提出热/动力学相关性。旨在探讨相变热力学和动力学间的固有规律,以指导典型工业用合金的微观组织设计。     

深过冷Ni80.3B19.7合金的再辉和非规则共晶的形成

采用熔融玻璃净化结合气体保护的方法,使Ni80 3B19 7过共晶合金获得了407 K的大过冷度,研究了其在不同过冷度下快速凝固过程中的再辉行为.结果表明,Ni80 3B19.7过共晶合金在0～112 K过冷度范围内无明显再辉,在112～323 K过冷度范围内,其再辉曲线表现为两个再辉峰,而在323～407 K过冷度范围内,其再辉曲线为一个再辉峰.初生固相含量的随着过冷度的增大而增大,导致一次再辉度随着过冷度的增大而增大.深过冷Ni80 3B19.7合金凝固组织中非规则共晶的形成,归因于共晶两相在快速凝固阶段以自由枝晶的形式进行的非耦合生长和再辉后的慢速凝固阶段两相枝晶所发生的形态上的转变.     

深过冷Fe-Co合金的凝固规律

采用熔融玻璃净化法研究了深过冷Fe-Co合金的凝固组织演化规律.结果表明,随着熔体过冷度的增加, Fe100-x-Cox(x=10-40)中除x=10的合金外,合金凝固组织都经历了两次晶粒细化过程;而当过冷度大于某一临界过冷度时,凝固组织不再是单相,而是出现了亚稳相,除了小过冷度下的组织转变以外,凝固组织转变过冷度以及亚稳相形成的临界过冷度随着Co含量的增加而增大.运用B-C-T模型和瞬态形核理论对凝固组织的演化规律进行了理论分析.     

激冷快速凝固Al-Cu共晶合金的层片失稳研究

目的 研究热处理条件下共晶层片组织的失稳机制,通过理论建模定量阐明控制层片失稳的关键因素。方法 以Al-Cu共晶合金为研究对象,采用铜模激冷的方法使合金发生激冷快速凝固,获得2个不同冷却速率下的细化共晶层片组织,进一步对所制备的样品进行不同温度及时间的退火处理。研究了退火条件下层片组织的失稳行为,进一步建立了层片失稳的理论解析模型,并基于模型,阐明了热处理条件下共晶层片失稳的机制。结果 凝固冷速为63 K/s和28 K/s的2个样品层片组织均发生了失稳,且在相同退火温度下,冷速为63 K/s的样品(初始共晶层片更细小)更易发生失稳,当退火温度及时间相同时,冷速为63 K/s的样品层片失稳程度更高。结论 在退火条件下,受瑞利不稳定性的影响,共晶层片失稳遵循由层片组织转为棒状组织、棒状组织转变为粒状组织的演变规律;层片厚度和退火温度是层片粒化的主要影响因素。     

Phase selection in highly undercooled Fe-B eutectic alloy melts

The high undercooling technique by molten glass slag purification and cyclical superheating in Ar atmosphere was applied to bulk Fe-B alloy melts. A hypercooling was achieved which suppressed the formation of stable phase and consequently promoted the nucleation of metastable phase. Fe-17%B and Fe-20%B alloys were investigated, respectively. TEM and X-ray powder diffraction analyses verify the formation of metastable phase in the highly tmdercooled Fe-B alloy melts. Besides, the critical nucleation work of Fe2B and Fe3B phases was calculated to predict phase selection in the undercooled melts. The results show that the metastable phase formation is a function of the undercooling achieved prior to nucleation. And the amount of undercooling is an important factor in determining microstructural development by controlling phase selection in the undercooled melts.