游离晶在铸件晶区形成中的作用

应用铸件在凝固时的倾出方法观察了工业纯铝试样在低过热度浇注时晶区的形成过程。结果表明，铸件激冷晶区是在凝固界面对密度很大的游离晶连续、大量捕获时形成的。铸件底部粒状堆积晶区是在游离晶沉降堆积后，因凝固层的增长速度小于游离晶的堆积速度，凝固在紧密堆积的游离晶间隙中进行而形成的。结果还表明，铸件柱状晶区的形成与生长并不要求高的温度梯度。     

直浇道电磁搅拌对连铸坯凝固组织影响

中缩和偏析缺陷对铸坯质量有很大的影响，在直浇道外施加电磁搅拌可以明显地改善连铸坯的凝固组织，并提高连铸坯的质量。选用低熔点Sn-3.55Pb合金浇注试样，用实验方法研究直浇道电磁搅拌对铸坯凝固 组织的影响，并用数值模拟作为辅助手段分析了影响因素。实验证明：施加直浇道电磁搅拌后，铸坯的晶粒细化，等轴晶区扩大，柱状晶区减小；在降低过热度的情况下，施加电磁 搅拌，可避免直浇道堵塞，保证浇注顺利进行，而且铸坯的凝固组织更加细小；在直浇道外施加电磁搅拌，不仅改变了金属液的流动形态，而且提高了浇道内的最低温度，使浇道内的温度分布均匀。     

工艺因素对灰铸铁中γ枝晶生长形貌的影响

试验研究了灰铸铁中γ枝晶的生长形貌及工艺因素的影响作用。发现γ枝晶按其生长形貌特征可分为外生柱状枝晶、发达等轴枝晶和短粗的不发达的内生等轴枝晶三种基本类型。浇注温度对枝晶生长形貌影响较为显著，高温浇注易获得外生柱状枝晶；接近初晶凝固温度浇注易获得内生等轴枝晶，１３００℃左右浇注易获得发达等轴枝晶，且其相应的抗拉强度最高．铸型条件主要影响枝晶数量、晶臂间距和次生晶臂长度。铁水用硅基孕育剂进行孕育处理，对γ枝晶的生长形貌影响不大。     

垂直连铸凝固过程的数值模拟研究

采用基于Eulerian-Eulerian方法和合金凝固理论的液相-柱状晶-等轴晶三相凝固模型，对立式连铸工艺中结晶器内的凝固过程进行了研究.对比焓-多孔介质凝固模型，除热溶质浮升力导致的熔体流动，该三相凝固模型还考虑了柱状晶组织的生长、等轴晶组织的形成和演变以及游离等轴晶粒的沉浮，揭示了等轴晶沉降漂移作用对宏观溶质传输及凝固组织分布的影响.模拟结果显示铸坯中心处由等轴晶粒沉积形成的富等轴晶区存在溶质负偏析，紧邻该负偏析区域存在带状偏析区域.随着钢液过热度增加，等轴晶分布减少，中心处宏观偏析加重.     

低过冷度下单相合金凝固组织的细化与重新长大

通过改变试样质量和冷却规范，研究了过冷Cu-30％Ni(原子分数)单相合金在不同凝固时间下的组织转变规律．在实验所选择的几秒到数分的凝固时间内，均于较低的过冷度范围和高过冷度下观察到了粗大树枝晶向细小等轴晶的转变．延长凝固时间，晶粒发生细化的两个过冷度区间扩大．对低过冷度下细化组织进行的考察表明，快速凝固刚结束时，细化晶粒仍具有树枝晶的特征，随缓凝阶段持续时间的延长，晶粒逐步蜕化为球状晶和蠕虫状晶，与此同时，晶粒度以幂函数规律重新增大．过冷熔体快速凝固使初生固相含有过饱和的低熔点组元以及较多的晶体缺陷，最终导致快速凝固结束后形成的细小晶粒在缓凝阶段的重新粗化速度明显快于正常凝固过程中晶体的粗化速度．     

球墨铸铁件收缩缺陷判据的研究

根据球墨铸铁件收缩缺陷形成 的本质,对铸件凝固过程中形成的孤立区进行了体积变化计算,并以孤立区的净体积变化量与引孤立区刚形成时的体积之比作为判别收缩制陷严重程度的依据,在呋喃树脂砂型条件下,针对不同模数、不同冒口颈尺寸的圆柱试样进行了模拟计算和浇注试验。在呋喃树脂砂型条件下,针对不同模数、不同冒口颈尺寸的圆柱试样进行了模拟计算和浇注试验。通过比较计算和试样解剖结果,确定了各模数试样恰好不产生收缩缺     

大型钢锭夹杂沉积区形成过程的计算机模拟

将自浇注起到钢液中自然对流衰减至不足以把允许的最大夹杂物带回底部为止的时间称为临界时间.夹杂沉积区就是在临界时间内所形成的底部等轴晶区,该区由三部分构成:顶面下落的结晶雨;侧壁树枝晶枝臂的熔断和折断所形成的自由晶和底部由于传热而造成的凝固生长.本文在以热量平衡为基本原理的凝固数值模拟的基础上,结合自然对流的边界层理论,给出了临界时间的计算方法;又结合氯化铵水溶液的模拟实验,给出了顶面结晶雨的定量计算方法;此外,还提出了侧壁树枝晶枝臂的熔断和折断所形成的自由晶,以及钢锭底部由于传热而造成凝固生长的定量计算方法.根据上述模型编制了夹杂沉积区形成过程的数值模拟程序,针对68吨27 Cr2Mo1V 转子钢钢锭进行了夹杂沉积区形成过程的计算机模拟,模拟结果求得切尾率为8.11%.而实际生产中钢锭的切尾率为8.8%.两者大体相符.     

NiAl金属间化合物快速凝固薄带形成机理

本文用单辊快速凝固法研究了ＮｉＡｌ金属间化合物薄带形成机理．结果发现，在本实验条件下ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固薄带，其微观组织为倾斜的柱状晶或倾斜柱状晶与等轴晶的组合，其薄带形成主要受动量边界层控制．在动量边界层作用下，柱状晶呈现迎流生长；等轴晶则是成分过冷的产物．本文首次论证了ＮｉＡｌ金属间化合物薄带的形成机理，澄清了以往悬而未决的问题．     

浇注温度对GH625 合金铸态显微组织的影响

基于Thermo-Calc热力学模拟软件、扫描电镜和能谱仪等实验手段,研究GH625合金铸态试样棒的显微组织,并对比讨论浇注温度对其显微组织的影响规律. GH625合金的铸态显微组织为发达的树枝晶,枝晶间可见δ相与M6C型碳化物伴生析出. 一次枝晶臂间距λ1 和二次枝晶臂间距λ2 均随着浇注温度的升高而增大,而枝晶偏析程度则同时受扩散时间和扩散距离两方面因素的共同作用,综合相互作用导致1420℃浇注试样里Nb元素高度偏析,为枝晶间δ相的大量析出提供有利的浓度条件. 因此,在制定浇注工艺时,需要综合考虑扩散时间和扩散距离的影响程度,选取合适的浇注温度(或者冷却速率).     

Tb0.3Dy0.7（Fe,M）1.95合金的晶体轴向取向与磁致伸缩性能

研究了Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７（Ｆｅ１－ｘＭｘ）１．９５（Ｍ＝Ｍｎ，Ａｌ，Ｂ，Ｔｉ，ｘ＝０．０３）合金在高温梯度区熔定向凝固过程中，晶体轴向取向，结晶形有晶体生长速度的变化规律和不同昌体轴向取向与磁致伸缩应变之间的关系，结果发现，晶体生长速度由低变，晶体由平面晶向胞状晶，胞技晶，树枝晶生长转化，晶体也相应地由〈１１０〉，〈１１２〉变化为〈１１０〉＋〈１１３〉＋〈１１２〉混合轴向取向，完全的〈１１２〉轴     

悬浮浇注对GCr15轴承钢凝固过程的影响

通过研究悬浮浇注工艺下ＧＣｒ１５轴承钢的凝固动力学过程来探讨悬浮剂的作用机理,并在实验的基础上分别讨论悬浮浇注工艺对钢锭凝固过程的温度分布、凝固速度、结晶温度间隔以及形核率的影响。实验结果表明,悬浮浇注能有效地提高钢锭的凝固速度,改善钢锭截面的温度分布和溶质元素的分布,减小合金的结晶温度间隔,增加钢锭形核率。其结果使钢锭凝固时间缩短,化学成分分布均匀,缩松缩孔减少,结晶组织细化。     

轴对称凝固锭中通道偏析的形成与防止

用　Ｐｂ－５％Ｓｎ合金在垂直轴对称凝固的　φ７０　ｍｍ×１２０ｍｍ圆柱锭上模　　拟了大型钢锭中Ａ偏析的形成，研究了Ａ偏析形成的临界导热条件。采用倾　　角低速旋转法对轴对称凝固条件下通道偏析的防止作了初步尝试。结果表　　明：通道偏析的形成条件是径向温度梯度大于７．５×１０－２°Ｃ／ｍｍ；凝固速度　　小于临界凝固速度，临界凝固速度随着温度梯度的降低而降低。倾角低速旋　　转可以有效地防止通道偏析的形成。当铸锭沿轴线倾斜２２°时，相对于绕垂直　　轴旋转，防止偏析所需的转速可降低８０％．     

浇注温度对AZ31镁合金连续流变挤压成形组织的影响

研究了不同浇注温度、辊靴型腔中不同位置的AZ31镁合金组织.结果表明,浇注温度高于750℃时,半固态区减小,工作辊对半固态区枝晶的剪切时间变短,枝晶破碎不充分,得不到优质的半固态金属浆料;浇注温度低于730℃时,固相区变大,半固态区部分枝晶未得到充分剪切就进入了固相区,固相区的枝晶更是难以断裂,因此得不到理想的半固态组织;随着固相区的增加,合金变形更加困难,设备工作压力增加,使用寿命降低;AZ31镁合金连续流变挤压最佳浇注温度为730～750℃.     

超声波对AlTiC细化剂的活化机理研究

采用AlTiC作为7050铝合金的细化剂,并在铸造中引入高频超声波,通过比较不同试样表面微观组织的晶粒尺寸以及试样中Ti和C元素的分布等特征,研究超声波对AlTiC细化剂细晶效果的影响及其作用机理.研究结果表明:施加高频超声波能够加速TiAl3相的溶解,提高TiC粒子团与铝溶液的润湿性;粗大晶粒的内部存在一个或多个Ti原子偏聚区;而细小晶粒中Ti原子的偏聚则集中在晶界上,其晶内保持着一个相对较低的质量分数;施加高频超声波能够抑制TiC粒子团间的融合,减小Ti原子偏聚区的面积以及质量分数,进而提高TiC粒子团的形核能力,使所得的金属凝固组织更为细小、均匀.     

谷氨酸阴离子和晶种对晶体成核与生长的影响

研究了谷氨酸阴离子（Ｇ－）和晶种对其晶体二次成核与生长的影响．结果表明成核速率随晶种粒度和晶种量减少而减少；在高过饱和度时Ｇ－对成核有促进作用，而在低过饱和度时则有抑制作用；晶体生长速率随粒度减小而增大；Ｇ－对晶体生长有抑制作用；结晶时使用粒度小的晶种可得到粒度分布较均匀的晶体．     

强制对流对 AlSi7.0 合金定向凝固界面溶质分布的影响

研究了定向凝固条件下强制性对流对ＡｌＳｉ７．０合金凝固界面溶质原子分布的影响。强制性对流是利用金属熔体流过凝固界面上方的内部坩埚底部中心的开孔形成的。试验结果表明,随着冷却速度的提高,试样中共晶体的体积分数减小,而共晶体中硅的体积分数却有所增加。强制性对流条件下,合金的共晶体体积分数以及共晶体中的Ｓｉ粒子的体积分数都较只有自然对流时高。     

浇注温度对AlSi7Mg合金显微组织的影响

研究了不同的烧注温度对铸造AlSi7Mg合金凝固组织的影响。实验表明：当浇注湿度接近液相线温度时,AlSi7Mg合金中的初生α－Al凝固成球状或粒状,晶粒细小,分布均匀;获得球状或粒状AlSi7Mg合金半固态坯料的最佳浇注温度为615℃;在接近液相线温度下浇注,较快的合金溶体冷却速度、浇注引起的合金溶体流动和大范围的同时凝固促使AlSi7Mg合金形成球状或粒状的初生α－Al组织。     

凝固界面与游离晶的相互作用对晶区形成的影响

将工业纯铝(99.7%)置坩埚中在电阻炉内直接熔化、浇注。采用二种不同的铸型以造成不同的凝固条件。二种铸型都设计有在凝固的任意时间自动倾翻的装置以倾出 残余金属液。铝液浇注温度为665℃。过热约8℃,根据已做的工作[1],浇注后在金属液中应有大量游离晶存在。 研究结果表明,金属液中存在的大量游离晶在金属液自然对流减缓到某一程度时就要沉降堆积(ps>pL)。由于游离晶的沉降堆积与铸件底部凝固层的增长是同时进行的,沉降堆积的速度与凝固层增长速度间的关系就影响到铸件底部晶粒的形貌、尺寸及晶区的形成。当游离晶的沉降堆积速度大于由…     

钛对铝的晶粒细化机理

本文提出用钛白粉和冰晶石粉对铝液孕育处理,凝固后,可获得均匀细小的等轴晶组织。而且,这种铝液的凝固组织同浇注温度、冷却速度、凝固期间铝液的运动等铸造工艺因素的关系不大。同时,根据对铝液进行水平隔离,垂直隔离和水平垂直隔离的凝固实验提出,孕育铝液所以获得均匀的细等轴晶组织,主要是由于铝液中具有大量稳定的TiAl_3固态微粒,正是它们作为非自发核心,对凝固组织起着决定性作用。在这种情况下,从型壁和被冷却的液面上脱落的晶粒,对等轴晶的形成,影响是很小的。孕育处理时,对铝液的上下搅拌是促使TiAl_3成为固态微粒的重要条件。     

高纯元素合成磺化汞及其单晶的生长

研究了“真空冷指升华法”制备高纯碘（I2）；采用“三温区汽相合成法”将高纯汞（Hg)与高纯碘合成碘化汞（HgI2);α-HgI2单晶的“三温区定点成核法”的汽相生长，分析讨论了温度场对晶体生长的影响，实验结果表明：汞与碘合成时对碘源区，汞源区，碘化汞沉积区分别设置成不同的合适温度，在合成时碘的量比按化学配比的计算值过量5％左右，且在长晶时对原料进行碘处理的方法能确保HgI2的纯度及汞与碘的最佳化学比，长晶时源区温度在125－126℃，长晶区温度在111－112℃，源区与长晶区的温度梯度为1℃/cm，这样在生工安瓿中所形成的温度场对晶体的生长是比较适宜的。