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相似文献
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1.
实验研究了低频交变电磁场作用下, 7075合金半连铸坯微观组织形貌及各溶质元素的固溶 情况;并就电磁场对液固相线位置和结晶间隔的改变进行了测定;此外还数值模拟了电磁场 对半连铸过程中液穴内部温度场和流动场的影响.从电磁场对7075合金凝固过程中的溶质分 配系数,结晶间隔,液穴内部温度场、流动场以及微观组织形貌的影响出发,尝试性地对电 磁场的强制固溶机理进行探讨性的解释和说明. 关键词: 电磁场 半连铸 铝合金 固溶  相似文献   

2.
合金中溶质组元的组织形态和分布对于改善合金的组织和性能具有重要意义.本文研究了铝合金在强磁场作用下的凝固行为,考察了Al-Cu,Al-Mg合金中溶质组元的相形态、分布状况随高强度均恒磁场和梯度磁场的强度和方向变化的规律.研究发现,由于Cu元素和Mg元素的物性不同导致其在基体中受到的电磁力不同,在均恒磁场作用下,铝合金中Cu元素和Mg元素在α-Al基体晶粒内和晶界上的分布变化规律相反;在梯度磁场作用下,Cu元素和Mg元素在铝基体中含量和分布状态也有显著的差异.本研究为利用强磁场有效控制不同物性的溶质元素在合金基体中组织状态和分布提供了实验依据. 关键词: 强磁场 铝合金 溶质元素分布 凝固组织 凝固过程  相似文献   

3.
强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
为了揭示强磁场对金属凝固组织的影响规律,本文研究了Al-14.98%Si(质量分数)和Al-9.2%Si(质量分数)合金在强磁场作用下凝固组织的变化趋势,分析了强磁场对合金凝固组织中Si分布的影响.研究发现,均恒磁场和梯度磁场分别通过洛伦兹力和磁化力的作用对合金的凝固组织产生影响,强磁场可以显著改变初晶硅在合金中的分布状况.在均恒磁场作用条件下初晶硅在合金中均匀分布;在梯度磁场条件下,由于磁化力和浮力的共同作用,初晶硅在试样的上部或下部聚集.同时,磁化力也改变了共晶体在合金中的组织形态,使试样上部和下部共晶体的层片间距明显不同.理论和实验分析表明,Al-Si合金在强磁场中凝固时,磁场能作用于凝固过程,使共晶体中的Al含量增大,共晶点向左偏移. 关键词: 强磁场 凝固过程 共晶组织 Al-Si合金  相似文献   

4.
等温凝固多晶粒生长相场法模拟   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
路阳  王帆  朱昌盛  王智平 《物理学报》2006,55(2):780-785
采用Kim模型,利用耦合溶质场的相场模型对Al-2-mole-Cu合金等温凝固过程中多晶粒相互影响下枝晶的生长过程进行数值模拟,为了提高计算效率,采用差分去实现宏微观场之间的耦合.研究了不同过冷度对多晶粒枝晶形貌和溶质分布的影响,结果表明:成分过冷对枝晶生长速度和溶质分配有着重大的影响,溶质元素Cu在固液界面前沿重新分布,结果导致实际热过冷减小,进而影响枝晶的生长和溶质向外层的扩散,致使相互接触的枝晶产生萎缩而其余没有受到抑制的枝晶生长方向产生择优现象. 关键词: 相场法 模拟 择优生长 等温凝固 二元合金  相似文献   

5.
研究了在凝固过程中施加脉冲电流对LY12铝合金微观结构和合金元素分布的影响.实验结果表明,在脉冲电流作用下,LY12合金的微观结构发生了明显变化,聚集在晶界和枝晶网的共晶组织大大减少,网络变得不连续,在晶内和晶界附近存在弥散的近似球状的共晶质点.另外,脉冲电流能有效地改善合金中Cu和Mg的成分偏析,其中对Cu在Al合金中的负偏析现象的改善更为显著,使Cu较均匀地分布于整个试样. 关键词: LY12铝合金 脉冲电流 显微结构 偏析  相似文献   

6.
臧渡洋  王海鹏  魏炳波 《物理学报》2007,56(8):4804-4809
研究了深过冷条件下三元Ni80Cu10Co10合金的快速枝晶生长, 采用电磁悬浮无容器处理方法获得了335 K(0.2TL)的最大过冷度. X射线衍射分析与差示扫描量热分析均表明,凝固组织为α-Ni单相固溶体. 随过冷度增大, 凝固组织显著细化, 并且当过冷度达110 K时,凝固组织的形态由粗大形枝晶转变为等轴晶. 深过冷条件下溶质截留效应增强, 使得微观偏析程度减小. 对不同过冷度下合金枝晶的生长速度进 关键词: 深过冷 枝晶生长 快速凝固 溶质截留  相似文献   

7.
二元合金微观偏析的相场法数值模拟   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
朱昌盛  王智平  荆涛  肖荣振 《物理学报》2006,55(3):1502-1507
使用耦合溶质场的相场模拟研究了Ni-Cu二元合金枝晶生长过程中固相溶质扩散系数Ds 对枝晶形貌和微观偏析等的影响.计算结果表明,随着Ds的减少,固液界 面前沿溶质扩散层越薄,枝晶生长越有利,枝晶尖端生长的速度越大,侧向分支越发达;D< sub>s越小,固相中溶质成分的波动越强烈,随着Ds的增大,固相中溶质 成分的波动相应减小;溶质微观偏析程度随Ds的增大而减小. 关键词: 相场方法 微观偏析 固相扩散系数 数值模拟  相似文献   

8.
超级奥氏体不锈钢中因含有更高铬、钼含量,具有极高的耐点蚀、晶间腐蚀性能,这与Mo等合金元素对钝化膜结构的影响密切相关,尤其含硼超奥钢钝化层表面Cr、Mo含量明显增加,但其原子层次的微观作用机制尚不清楚.本文采用第一性原理方法,研究了置换原子(Mo、Mn、Ni、Si),及间隙原子B在fcc-Fe/Cr2O3界面占位倾向,并分析了可稳定存在于界面B对这些元素偏析倾向的影响.结果表明:Mo、Mn、Ni、Si、B均可与fcc-Fe/Cr2O3界面结构体系形成稳定结构;Mo、Ni倾向分布于界面基体侧,Mo有向氧化层扩散的趋势,B处于fcc-Fe/Cr2O3界面基体侧更稳定,Mn、Si易分布于氧化层中;存在于界面B对四种元素在fcc-Fe/Cr2O3界面体系中的占位影响不同,有利于Mn、Mo偏析于界面基体侧,但抑制Mo向界面基体侧的偏析程度,使得Si、Ni更均匀的分布于基体. Mo等合金元素分布于界面时的态密度来看,界面处M...  相似文献   

9.
杨尚京  王伟丽  魏炳波 《物理学报》2015,64(5):56401-056401
在自由落体条件下实现了液态Al-4 wt.%Ni亚共晶、Al-5.69 wt.%Ni共晶和Al-8 wt.%Ni过共晶合金的深过冷与快速凝固. 计算表明, (Al+Al3Ni)规则纤维状共晶的共生区是4.8–15 wt.%Ni成分范围内不闭合区域, 且强烈偏向Al3Ni相一侧. 实验发现, 随液滴直径的减小, 合金熔体冷却速率和过冷度增大, (Al)和Al3Ni相枝晶与其共晶的竞争生长引发了Al-Ni 共晶型合金微观组织演化. 在快速凝固过程中, Al-4 wt.%Ni亚共晶合金发生完全溶质截留效应, 从而形成亚稳单相固溶体. 当过冷度超过58K时, Al-5.69 wt.%Ni 共晶合金呈现从纤维状共晶向初生(Al) 枝晶为主的亚共晶组织演变. 若过冷度连续增大, Al-8 wt.%Ni过共晶合金可以形成全部纤维状共晶组织, 并且最终演变为粒状共晶.  相似文献   

10.
L12-Al3Sc纳米析出相的热稳定性对于Al-Sc合金的耐热性意义重大.不同溶质原子在L12-Al3Sc界面的偏析行为可能对Al-Sc合金中L12-Al3Sc析出相的热稳定性造成影响.本文针对过渡族微合金化元素Cu和Ti的L12-Al3Sc/Al界面偏析,开展第一性原理能量学计算研究.结果表明, Cu和Ti均倾向于以替换方式偏析在界面Al侧,但偏析驱动力和偏析占位有明显差异.在给定温度下,基体浓度对界面偏析量也有重要影响.基体浓度越高,偏析驱动力越大,界面平衡偏析量或最大界面覆盖率越大.温度为600 K、基体原子浓度为1%时, Ti对偏析界面的最大覆盖率可达80%(0.8单原子层),而Cu不超过4%(0.04单原子层).  相似文献   

11.
Hypereutectic Al-20Si (Si 20 wt.%, Al balance)alloy surface was treated with high current pulsed electron beam (HCPEB) under different pulse numbers. The results indicate that HCPEB irradiation induces the formation of metastable structures on the treated surface. The coarse primary Si particle melts, producing a “halo” microstructure with primary Si as the center on the melted surface. A supersaturated solid solution of Al is formed in the melted layer caused by Si atoms dissolving into the Al matrix. Cross-section structure analysis shows that a 4 μm remelted layer is formed underneath the top surface of the HCEPB-treated sample. Compared with the matrix, the Al and Si elements in the remelted layer are distributed uniformly. In addition, the grains of the Al-20Si alloy surface are refined after HCPEB treatment, as shown by TEM observation. Nano-silicon particles are dispersed on the surface of remelted layer. Polygonal subgrains, approximately 50-100 nm in size, are formed in the Al matrix. The hardness test results show that the microhardness of the α(Al) and eutectic structure is increased with increasing pulse number. The hardness of the “halo” microstructure presents a gradient change after 15 pulse treatment due to the diffusion of Si atoms. Furthermore, hardness tests of the cross-section at different depths show that the microhardness of the remelted layer is higher than that of the matrix. Therefore, HCPEB technology is a good surface modification method for enhancing the surface hardness of hypereutectic Al-20Si alloy.  相似文献   

12.
There have been many reports of the surface segregation of minor elements, especially Mg, into surface layers and oxide films on the surface of Al alloys. LM6 casting alloy (Al-12%Si) represents a challenging system to examine such segregation as the alloy features a particularly inhomogeneous phase structure. The very low but mobile Mg content (approximately 0.001 wt.%), and the surface segregation of modifiers such as Na, mean the surface composition responds in a complex manner to thermal treatment conditions. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) has been used to determine the distribution of these elements within the oxide film. Further investigation by dynamic secondary ion mass spectrometry (DSIMS) confirmed a strong alignment of segregated Na and Mg into distinct phases of the structure.  相似文献   

13.
Most designers take into consideration the stresses that act on a material but despite safety considerations, failure may occur due to other factors that were neglected in their design. These factors can be a pre-existing flaw, microstructure deficiency or the presence of residual stresses. Depending on the stress type, residual stresses combined with applied stresses can aid or hinder failures. Consequently, reducing the amount of residual stress can have a promising effect on the life of the component. Different casting parameters can change the microstructure and residual stresses of castings. In this research, the relation between residual stresses and microstructure evolution under the influence of different casting parameters was investigated, using both Al–Si–Mg (Al-356) and Al–Si–Mg–Cu (Al-319) alloys. Solidification rate, quenching rate, aging temperature and aging time were the main parameters considered for this study. The results indicate that the magnitude of the residual stresses increases with increasing solidification rate and quenching rate. Also, the residual stress relieving is proportional to the aging temperature  相似文献   

14.
材料内部微观尺度上成分、组织结构控制精度低、波动大是制约高铁铝合金国产化进程的重要原因,因此从微观尺度上研究大尺寸铝合金成分均匀性至关重要。鉴于目前研究铝合金偏析的区域通常较小且不连续,定量统计方法过于简单。使用微区分辨率较高的微束X荧光与原位定量统计分布分析技术相结合的方法,从点、线、面、频度分布等方面对成分分布数据进行解析,研究了较大尺寸范围内铝合金成分偏析的规律。研究结果表明铸轧7B05铝合金截面中心层存在接近2 mm的偏析带,Al,Cr,Ti和Zr元素为正偏析元素,中心层含量比上下表面高,Cu,Fe和Zn元素为负偏析元素,中心层含量比上下层含量低;各元素含量分布的统计偏析程度整体较小,分布最均匀的为Al元素,统计偏析度最小为0.01%,Ti和Fe元素分布较不均匀,统计偏析度分别为0.81%和0.6%;Fe元素与Mn元素在面分布中出现较明显的点状偏析,这是由于铝合金铸造过程中经显微偏析形成的金属间化合物,在后续的热轧成型中破裂成多个连续排列的第二相所致。使用激光诱导击穿光谱法对该方法所得数据进行验证,结果显示在30 mm×6 mm尺寸范围内所测元素面分布与线分布结果与荧光结果趋势完全一致。综上所述,使用微束X荧光结合原位统计的方法,对铸轧7B05铝合金点、线、面、频度分布及偏析程度的计算,可提供大量分析数据,对于量化研究大尺寸范围内轧板截面组织、性能的波动趋势具有重要意义。  相似文献   

15.
The microstructure characteristics of laser forming repaired (LFR) Ti60 (Ti-5.6Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.3Nb) as-deposited and annealed samples are analyzed. The microstructure of as-deposited repaired zone (RZ) consists of epitaxial columnar prior β grains, in which fine woven α laths and β-phase between α laths exist. The heat-affected zone (HAZ) experiences a continuous microstructural transition from duplex microstructure of the base metal zone (BMZ) to the microstructure of RZ. The presence of silicide precipitates is observed in both RZ and BMZ in an annealed sample by transmission electron microscopy. They are identified as (Ti, Zr) 6 Si 3 distributed mainly at the α/β interface with the size of 100 300 nm. The fine αprecipitates are detected in BMZ by electron diffraction; there was no α detected in RZ.  相似文献   

16.
We present a theory for the shape, size, and nonuniform composition profile of a small prepyramid island in an alloy epitaxial film when surface diffusion is much faster than deposition and bulk diffusion. The predicted composition profile has segregation of the larger misfit component to the island peak, with segregation enhanced by misfit strain and solute strain but retarded by alloy solution thermodynamics. Vertical composition gradients through the center of the island due to this mechanism are on the order of 2%/nm for Ge(X)Si(1-X)/Si and 10-15%/nm for In(X)Ga(1-X)As/GaAs.  相似文献   

17.
采用耦合群体动力学方法与元胞自动机方法建立了细化处理条件下铝合金凝固微观组织演变的数值模型.该模型考虑了a-Al的非均匀形核过程、晶粒的初始球形长大以及之后的枝晶生长过程.利用建立的模型模拟了Al-5Ti-1B中间合金细化工业纯铝凝固组织演变过程.结果表明:形核初始阶段,熔体中存在充足数量的有效形核粒子, a-Al形核率随着熔体过冷度的增大逐渐增高;形核开始不久后, a-Al的异质形核过程由熔体中有效形核粒子数量控制,直到再辉发生,形核停止.模拟分析了中间合金添加量以及熔体冷却速度对工业纯铝凝固组织演变过程的影响,模拟结果与实验结果相符,验证了模型的准确性.  相似文献   

18.
The paper investigates the microstructure and property modifications of Al-12.6Si alloy induced by high current pulsed electron beam (HCPEB) treatment. The scanning electron microscope (SEM) results show a fine and equiaxed grain structure of several micrometers is obtained on the top surface of the melted layer. Underneath the top surface, a remelted layer with about 10 μm thickness is obtained and a supersaturated solid solution of Al is formed in the remelted layer. XRD analysis shows that the relative strength of diffraction peaks of Al (1 1 1) and Si (1 1 1) crystal planes is increased after HCPEB treatment. As a result, relative wear resistance of HCPEB-treated sample is significantly improved by a factor of 2.5 due to fine grain strengthening and solid solution strengthening. Therefore, the HCPEB treatment has a good application future in treating Al-Si alloys.  相似文献   

19.
本文研究了热处理对急冷Al-11.3at%Si合金的微观结构及超导电性的影响,结构分析表明,液态淬火的样品由两相组成:过饱和α-Al(Si)固溶体晶体相和Al,Si原子按统计分布的非晶相,经100℃/50小时热处理后,α-Al(Si)固溶体贫化,非晶相中析出Si的小颗粒,经200℃/100小时热处理的样品已趋向平衡态结构,测量了样品的临界温度,在研究磁场中的超导-正常转变时发现了反常的磁阻效应,它可以用样品中存在两个超导相的模型予以解释。 关键词:  相似文献   

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