论高铝锌合金的组织形成过程

本文论述了高铝锌合金一次结晶过程中枝晶偏析、非平衡共晶体的形成和包晶反应,固态下的调幅分解和共析转变以及某些合金元素对铸态组织和固态相变的影响。     

快速传热传质对Fe-Cu包晶合金凝固过程的作用机制

通过求解急冷熔体中的速度场和温度场, 分析了快速凝固过程中Fe-Cu包晶合金熔体的黏性流动及其组织形成规律, 并对理论结果进行了实验验证. 发现合金熔体在急冷快速凝固过程中, 沿液池的高度方向存在着较大的温度梯度, 而在与辊面相切的水平方向上液池温度变化不甚显著. 熔体自喷嘴喷出后, 在高度约180 μm处迅速改变流速的大小和方向: 水平流速迅速增大, 而高度方向的流速则急剧减小. 液池底部存在高度为160~240 μm的动量边界层和厚度为160~300 μm的热边界层, 边界层中的雷诺数Re在870~1070范围. 随着Re数的增大, 冷却速率呈线性增大, 热边界层厚度单调增加, 动量边界层厚度则呈现出非线性变化趋势. 当Re<1024时, 动量传输作用较强, 急冷液相的黏性流动比较显著, 分离液相易于形成纤维状凝固组织; 而当Re>1024时, 热量传输作用显著增强, 液相流动受到抑制, 容易获得均匀细小的等轴晶组织.     

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.     

中碳亚包晶成分钢连铸坯角横裂的防止对策

宝钢生产的中碳亚包晶成分钢连铸坯角横裂属于沿晶界的开裂，主要发生在８５０℃以下温度，对３个钢种连铸坯试样的高温力学性能的测定表明，在ε＝４×１０＾－３／ｓ应变速率下，所测钢种在熔点～７００℃范围存在两个脆性温度区域，即熔点～１３５０℃的第Ｉ脆性温度区域和８５０～７２５℃的第Ⅲ脆性温度区域，在第Ⅲ脆性温度区域，γ单相域Ａ１Ｎ等氮化物在γ晶界的析出和在γ＋α两相区先共析α相呈网膜状，在γ晶界的析出是造     

非平衡凝固 Fe-Ni 包晶合金的δ/γ相变

以包晶点合金 Fe-4.33%Ni(原子分数)为研究对象,详细描述了不同熔体初始过冷度(△T)下合金的快速凝固过程以及凝固组织的δ/γ相变过程.以此为基础,结合相变动力学TTT(temperature-time-transformation)曲线,系统探讨了△T同过冷 Fe-Ni 包晶合金凝固组织中δ/γ相变间的物理联系.结果表明,初始过冷度的变化不仅会使δ/γ相变的路径发生变化,而且会使不同相变机制控制下的δ/γ相变的体积分数发生变化.     

快速凝固Cu-Sn亚包晶合金的电阻率及力学性能

定量表征了快速凝固Cu-xwt%Sn(x=7, 13.5, 20)亚包晶合金的电阻率和力学性能，理论分析了冷却速率与合金性能之间的关系. 研究结果表明，在急冷快速凝固条件下，随着冷却速率的增大，合金组织显著细化、晶界增多，对自由电子的散射作用增强，Cu-Sn亚包晶合金的电阻率升高. 当晶界散射系数取r=0.992时，可用M-S模型分析其电阻率.同时，细晶强化作用增强，合金的显微硬度和抗拉强度呈线性增大，并且细晶区显微硬度略大于粗晶区显微硬度. 冷却速率的增大使合金的伸长率减小，其值在1.0%—4.6%范围.     

Nb变质剂对过共晶Fe-4.5B-1.0C合金组织细化的影响

借助扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,研究了Nb铁变质剂对过共晶Fe-4.5B-1.0C合金显微组织的影响。该合金的主要物相为α相、初生Fe2B和少量的Fe3(C,B)。在Nb变质合金凝固伊始,钢液中的铌和碳生成大量的NbC。Nb对初生Fe2B细化效果非常显著,在含量仅为0.3%时就使初生Fe2B尺寸由未变质处理的81.4μm减小到23.9μm。在铌含量超过0.3%时,变质效果减退。初生包晶Fe3(C,B)数量因Fe2B尺寸细化急剧增多,又随变质剂的增加逐渐减少,并在Nb含量为1.2%时完全消失。     

Fe-C二元合金包晶相变的相场法模拟

以Fe-0.79 mol%C二元合金为例,采用多相场法,模拟研究了包晶相变过程中不同过冷度下奥氏体的演化过程,讨论了过冷度对奥氏体生长速度与形貌的影响.结果表明:包晶反应过程中,在界面迁移率与溶质富集的影响下,靠近三相节点处的部分δ相重熔,导致γ相向δ相内生长;当液相中的球状δ相表面发生包晶相变时,γ相作为一个外壳包围着δ相生长,最后在δ相周围形成一层γ相的核壳;随着过冷度的增加,包晶相变的驱动力增加,γ相的生长速度加快,γ相包围δ相的量越多。     

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.