冷速对IN718凝固过程中偏析和Rayleigh数的影响

利用SEM和EDS研究了在冷速分别为1, 3和6Kmin-1时高温合金IN718的凝固组织、液体中Nb和Mo含量变化,并计算了液体密度差和相对Rayleigh数与温度的关系. 结果表明:由于偏析,液体中Nb、Mo含量和液体密度差随着温度的降低而增加;冷速越低,Nb、Mo偏析越严重,同温度下液体密度差越大. 相对Rayleigh数的计算表明,不同冷速下相对Rayleigh数都在1330℃存在最大值,随着冷速降低,其值急剧增加,黑斑形成趋势增大,大铸锭中冷速低于1K·min-1时会形成黑斑.     

冷却速度对Waspaloy合金凝固过程中偏析和液体密度的影响

通过不同冷速下的重熔凝固实验,利用扫描电镜和能谱仪系统研究了冷速变化对Waspaloy合金凝固过程偏析行为和液体密度的影响.结果表明:随着冷速的增大,Waspaloy合金中元素的偏析会减小,凝固过程中偏析最严重的是富集于枝晶间的正偏析元素Ti;元素偏析导致剩余液体的密度发生变化,而且液体密度基本上呈现反转趋势,当凝固温度到1300℃时,出现最大的密度反转.     

Ni熔体凝固过程中临界晶核和亚临界晶核的分子动力学模拟

本文用分子动力学模拟研究了Ni熔体以不同冷速凝固后微观结构的演变规律, 并通过理论计算确定出了Ni熔体凝固后获得理想非晶的临界条件. 模拟结果发现冷速小于10¹¹ K/s时, Ni 熔体凝固后形成晶态组织; 冷速在10¹¹ K/s到10^14.5 K/s之间时, Ni熔体凝固后形成由晶态结构与非晶态结构组成的混合组织. 冷速小于10¹⁰ K/s, Ni 熔体凝固后形成的晶态组织具有fcc结构; 冷速在10¹⁰ K/s到10^14.5 K/s之间时, Ni熔体凝固后组织中的晶态由fcc和hcp结构层状镶嵌排列构成. 通过分析模拟结果和计算结果, 确定出了Ni熔体凝固后形成理想非晶的临界冷速为10^14.5 K/s. 并发现Ni熔体中临界晶核(冷速等于10^14.5 K/s)和亚临界晶核(冷速大于10^14.5 K/s) 均由fcc和hcp组成层状偏聚结构, 这表明Ni熔体中生长的晶体、临界晶核和晶胚的结构是相同的. 关键词： 分子动力学模拟 晶体团簇 临界冷速 结构     

不同冷速和压力下AgCu合金团簇结构遗传分析与结构特征

采用分子动力学方法模拟研究了液态Ag₆₀Cu₄₀合金在不同冷速与压力下的快速凝固过程,并通过双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数和扩展团簇类型指数法(CTIM)对其微结构演变特性进行了分析.结果表明：Ag₆₀Cu₄₀快凝玻璃合金的主要存在键型为1551键,局域五次对称性明显.主要原子组态是二十面体团簇,其中以正则二十面体团簇(12 12/1551)为主约化玻璃转变温度随着冷速与压强的增加而增加,遗传跟踪发现冷速与压强能够显著提高二十面体团簇的遗传分数和起始遗传温度,增强了Ag₆₀Cu₄₀合金的玻璃形成能力.     

含钒高强度船体结构钢的连续冷却转变

利用热模拟实验机模拟了中板控制轧制工业生产工艺,测定了一种钒微合金化船体结构钢经不同温度多道次变形后的动态CCT曲线,讨论了终轧温度和冷却速度对组织、γ/α相变及CCT曲线的影响. 结果表明:随终轧温度的降低,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动,获得铁素体 珠光体组织的冷却速度范围变宽;随冷却速度的增加,γ/α相变开始温度Ar3逐渐降低,贝氏体相变开始温度Bs以抛物线形式变化;铁素体晶粒随终轧温度降低或冷速的增加而细化.     

超快冷工艺对钢板心部异常带状组织的抑制作用

采用OM、TEM和EMPA方法对比研究了超快冷工艺及终轧温度对355 MPa级钢板心部异常带状组织的影响.结果表明,950℃高温终轧及超快冷钢板(UC1钢)心部带状组织完全消失,900℃终轧及超快冷钢板(UC2钢)心部则形成了微弱带状组织,而轧后15℃/s层流冷却钢板(LC钢)心部则形成了包括马氏体/奥氏体低温相的严重带状组织.热力学计算显示,钢板心部偏析降低铁素体相变温度144℃,从而提高消除带状组织所需临界冷速到8℃/s.温度计算得到UC1和UC2钢板心部冷速分别达12.1和13.4℃/s,而LC钢板心部冷速只有5.5℃/s,表明超快冷足以抑制心部带状组织,但降低终轧温度削弱了这个效果,而层流冷速则无法抑制带状组织.     

钢板超快速冷却条件下换热实验研究

采用汽雾射流冷却方式,在射流角为0°~60°时,研究了10 mm厚不锈钢板轧后超快速冷却过程中表面射流流动结构、换热区分布和钢板温降规律,分析了倾斜射流对钢板表面热流密度和冷速的影响.结果表明:射流角通过改变钢板表面滞止区和横向流区面积、水流密度、介质流动形态和流动速度,影响钢板表面换热形式和热流密度分布,进而影响超快速冷却冷速;射流角为30°时钢板平均冷速和临界热流密度均达到最大值,分别为146.5℃/s和2.75 MW/m~2.     

铝对微合金钢奥氏体分解动力学的影响

通过实验室热模拟和轧制实验研究了添加0.21%Al对成分为0.05%C-1.7%Mn-0.4%Si-0.05%Nb-0.03%Ti(质量分数)的微合金钢奥氏体分解动力学的影响.结果表明:加入0.21%Al在冷速为10℃/s范围内明显抑制奥氏体向先共析铁素体的转变,提高了贝氏体的淬透性;对于780℃终轧后在600℃等温20mm的钢板,Al通过提高碳的活度减轻或避免了带状组织的形成,明显提高了轧制钢板的力学性能.     

冷速对Cu10Ag90合金凝固结构的影响

通过分子动力学对液态Cu10Ag90合金在四种冷速条件下进行快速凝固模拟。结果显示,1 × 1010和1 × 1011 K/s下系统的平均原子能量分别在750 K和650 K发生突变,冷速越低最终平均原子能量越低;1 × 1012和1 × 1013 K/s的双体分布函数第二峰出现分裂,表明结构处于非晶态。从1 × 1011K/s开始出现尖锐小峰,表明此冷速开始出现晶化现象,1 × 1010 K/s下分裂的峰更加尖锐明显,说明体系形成结晶度较高的晶体结构;1 × 1010 和1 × 1011 K/s下系统凝固后晶体结构含量由高到低分别为fcc, hcp, bcc。冷速越低晶体结构数目越多,系统的有序度更高,结构熵越低。     

不同热形变参数对新型贝氏体钢组织与冲击性能的影响

对一种新型空冷贝氏体钢的热形变工艺进行了研究，分析了此钢经三种温度热形变并以不同冷速处理后的显微组织及冲击性能。结果表明，试验钢在1050—1100℃加热后缓冷到680℃进行热变形，沿原奥氏体晶界有块状铁素体析出，组织较为粗大，将获得低的冲击韧性。而经880℃热形变后，不存在铁素体块，贝氏体组织也较为细小，可获得较高的冲击韧性。880℃形变后等温1min空冷，得到的贝氏体束短小、交叉分割且均匀，这种组织使试验钢具有优良的性能指标。