Nd-Fe-B包晶合金的定向凝固组织及相选择

对Nd11.76Fe82.36B5.88包晶成分和Nd13.5Fe79.75B6.75过包晶成分合金进行了高梯度定向凝固和激光快速定向凝固实验,研究了Nd-Fe-B合金组织形成及相选择与凝固参量(温度梯度G,生长速度V,合金成分C0)之间的对应关系.针对包晶相为无固溶度的化学计量比结构的Nd-Fe-B合金体系,讨论计算了合金定向凝固过程γ-Fe及包晶T1相的界面温度随生长速率的变化,获得了Nd-Fe-B合金定向凝固相/组织选择图,确定了合金凝固中各相及生长形态转化的条件.Bridgman定向凝固实验中,随着抽拉速率的增加,T1相由平面/小平面向枝晶形貌转变;Nd13.5Fe79.75B6.75合金的激光实验中,凝固速率由4.4~5.0mm/s时,领先析出的组织由γ-Fe枝晶转变为T1相枝晶.实验结果与理论计算给出的相/组织选择图吻合较好.     

熔体热处理研究及其应用

明确提出了熔体热处理的概念,总结了有关熔体热处理的方法、研究与应用概况。指出与固体热处理相类似,从温度对熔体结构的影响出发,通过一定的热处理制度,控制熔体的预结晶状态和冷却速度,可以显著改善材料的组织、性能及质量。熔体热处理工艺的研究与发展,将为挖掘材料的性能潜力开辟一条有效的新途径,具有广泛的应用前景。     

Nb_(30)Hf_(35)Ni_(35–x)Co_x氢分离合金组织及其渗氢性能

通过制备Nb30Hf35Ni35-x Cox(x=0,5,···,35)合金,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等设备研究合金相组成和铸态组织随Co含量的变化规律.通过在不同温度、压力差条件下进行渗氢实验,测定各成分合金的渗氢性能,并分析合金成分和渗氢性能之间的关系.研究结果表明,随着Co含量的增加,合金中杂质化合物相的含量逐渐降低,初生bcc-Nb相的体积分数逐渐减小,共晶相中的bcc-Nb相的体积分数逐渐增大,合金的共晶形态由棒状共晶形态逐渐演变为层片状共晶形态,且合金的渗氢性能逐渐提高.     

Cu-Ni单相合金的深过冷定向凝固过程研究

利用过冷度的遗传性 ,提出将合金熔体深过冷与传统定向凝固相结合的深过冷定向凝固 (SDS)技术 ,并在自制的实验装置上 ,对SDS技术进行了探索性研究 ,实现了Cu Ni合金的深过冷定向凝固 .结果表明 :( 1 )SDS技术获得的定向生长组织与LMC (GL=2 5K/mm ,V =5 0 0μm/s)法相当 ,且一次枝晶间距约为 30 μm ,二次分枝被抑制 ,一次枝晶主干挺直、细密 ,与试样轴向偏差约为 5 .8°;( 2 )建立了描述SDS过程过冷度与凝固速率之间的数学模型 ,即T T模型 ,利用此模型可以解释SDS试样上微观组织的演化情况     

激光熔池中Co—Cr—C共晶系合金的凝固组织形态选择

激光熔池中金属的凝固过程由于极端偏离平衡，并伴随有复杂的热量、质量及动量传输过程而变得十分复杂．本文以ＣＯ－Ｃｒ－Ｃ三元合金的γ－Ｃｏ－Ｃｒ７－ｘＣｏｘＣ３伪二元截面共晶合金系为对象，系统考察了在激光重熔后凝固组织的形成，探索了其形态选择演绎规律．研究表明，该伪二元截面合金系在激光重熔条件下有一个向碳化物成分方向倾斜的γ－Ｃｏ与Ｃｒ７－ｘＣｏｘＣ３共生生长区．并可观察到在足够大的过冷度下发生的非晶转变论文最后运用最高界面温度假设和相应的界面响应函数讨论了该合金系在激光重熔时凝固组织形态选择图并与实验结果作了比较．     

负温度梯度熔体中晶体生长取向与控制

研究了 6 3～ 2 92K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中晶体定向生长的过冷度条件以及晶体生长取向机制与控制方法 .结果表明 :(1)在临界过冷度ΔT (≈ 10 6K)附近 ,晶粒细化过程受溶质扩散控制 ,在临界过冷度ΔT (≈ 2 0 0K)附近 ,晶粒细化过程受热扩散控制 ;(2 )在 6 3～ΔT K范围内 ,晶体的生长方向是 [10 0 ],在 12 7～ΔT K范围内 ,晶体的生长方向可以是 [10 0 ],也可以是 [111].     

定向凝固过程流动、传热、传质的耦合数值模拟-Ⅰ数学模型

为了研究电磁场作用下定向凝固过程中电磁场对动量、能量和溶质分布的影响,建立了描述多元合金凝固过程多物理场耦合关系的数学模型．基于伪二元思想,模型给出了液相线温度与固相分数及液相多元溶质浓度的耦合关系式．依据控制容积的有限差分法(CV-FDM)建立了微分方程的隐式离散格式,采用SIMPLE方法求解．运用该模型通过数值计算可以将工艺参数和凝固过程很好联系起来,为电磁场作用下多元合金定向凝固过程的分析计算和实验提供理论依据．     

定向凝固Al2O3/Al-4.5Cu复合材料的弯曲性能与断裂特征

采用定向凝固的方法研究了Al₂O₃/A-4.5Cu复合材料的力学性能的变化规律 ,实验结果表明 :随着定向凝固冷却速率的提高,Al₂ O₃/Al-4.5Cu复合材料的抗弯强度和塑性提高 ,与搅拌铸造Al₂O₃/Al-4.5Cu复合材料相比 ,当定向凝固速度达到700μm/s时 ,其抗弯强度提高66% ,断裂应变提高135%.另外,在相同定向凝固条件下Al₂O₃/Al-4.5Cu复合材料与Al-4.5Cu合金相比较,其抗弯强度均得到明显改善 ,而断裂应变则降低 .搅拌铸造Al₂O₃/Al-4.5Cu复合材料表现为沿晶断裂,而定向凝固Al₂O₃/Al4.5Cu复合材料表现为韧性断裂,随着定向凝固速率的提高,其断裂面上韧窝数量明显增加.     

Nd-Fe-B 包晶合金的定向凝固组织及相选择

对 Nd11.76Fe82.3B5.88包晶成分和 Nd13.5Fe79.75B6.75过包晶成分合金进行了高梯度定向凝固和激光快速定向凝固实验,研究了 Nd-Fe-B 合金组织形成及相选择与凝固参量(温度梯度 G,生长速度 V,合金成分 C0)之间的对应关系.针对包晶相为无固溶度的化学计量比结构的 Nd-Fe-B 合金体系,讨论计算了合金定向凝固过程γ-Fe及包晶T1相的界面温度随生长速率的变化,获得了 Nd-Fe-B 合金定向凝固相/组织选择图,确定了合金凝固中各相及生长形态转化的条件.Bridgman定向凝固实验中,随着抽拉速率的增加,T1相由平面/小平面向枝晶形貌转变;Nd13.5Fe79.75B6 75合金的激光实验中,凝固速率由4.4～5.0 mm/s时,领先析出的组织由γ-Fe 枝晶转变为 T1 相枝晶.实验结果与理论计算给出的相/组织选择图吻合较好.     

Cu-70%Sn 合金定向凝固中包晶相的生长

利用定向凝固方法,对 Cu-70%Sn 合金中包晶η相的生长行为进行了研究.结果表明,包晶η相生长的主要机制为包晶转变,而非包晶反应.在定向凝固中停止抽拉不同时间,发现不同的凝固温度及时间对相尺度及含量有较大影响,其中停止抽拉1 h的定向凝固组织中包晶η相的厚度△x与凝固温度T的关系满足In△x=6.5-1673/T;而包晶η相的厚度与时间的平方根呈线性关系,并随凝固温度的升高,合金扩散系数增大,包晶η相的厚度与时间的平方根关系发生偏离.