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包晶合金定向凝固过程中的对流效应及带状组织形成机制 Ⅰ.实验结果

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金属学报 2011年第3期47卷 275-283页

作者：骆良顺张宇民苏彦庆王新郭景杰傅恒志哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室哈尔滨150001

利用电阻加热和感应加热Bridgman定向凝固系统对非小平面包晶系模型合金Fe-Ni合金进行系统的定向凝固实验研究,探索2种常规定向凝固条件下对流对包晶合金定向凝固过程中带状组织和宏观偏析的影响规律.发现在高G/V定向凝固过程中,对流使... 详细信息

利用电阻加热和感应加热Bridgman定向凝固系统对非小平面包晶系模型合金Fe-Ni合金进行系统的定向凝固实验研究,探索2种常规定向凝固条件下对流对包晶合金定向凝固过程中带状组织和宏观偏析的影响规律.发现在高G/V定向凝固过程中,对流使包晶合金定向凝固过程中轴向和径向形成严重的宏观偏析,从而使组织演化异常复杂且难以达到稳态.轴向宏观偏析体现在有限长试样从定向凝固开始至凝固结束都将发生初生相向包晶相的转变过程,转变过程受合金成分和对流强度影响.径向宏观偏析体现在试样心部贫溶质易形成初生相,边缘富集溶质易形成包晶相,在径向上也存在初生相向包晶相的转变过程.

关键词：包晶合金定向凝固对流偏析带状组织

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包晶合金定向凝固中的共生生长

中国有色金属学报 2007年第3期17卷 349-359页

作者：傅恒志骆良顺苏彦庆郭景杰李双明刘林哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

对包晶合金定向生长特性进行分析,并与共晶系经典共生生长模型(Jackson-Hunt模型)所描述的共生生长特性进行对比,提出包晶稳态过热共生生长模型,同时以Fe-Ni合金系为对象,对其亚包晶和过包晶成分在不同温度梯度G和生长速度v下进行定向... 详细信息

对包晶合金定向生长特性进行分析,并与共晶系经典共生生长模型(Jackson-Hunt模型)所描述的共生生长特性进行对比,提出包晶稳态过热共生生长模型,同时以Fe-Ni合金系为对象,对其亚包晶和过包晶成分在不同温度梯度G和生长速度v下进行定向凝固实验及组织分析。研究结果表明:在定向凝固条件下,包晶系两相严格的共生生长只有在进入稳态且温度高于包晶相变温度时才可能进行;包晶合金两相的共生生长尤其在G/v值高的平/胞界面形态,确实发生在Tp温度以上,与提出的模型所预测的一致。

关键词：包晶合金共生生长 Fe-Ni合金定向凝固

定向凝固包晶合金带状组织的形成机制及相选择 Ⅰ.带状组织的形成机制

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金属学报 2005年第6期41卷 593-598页

作者：李新中郭景杰苏彦庆吴士平傅恒志哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

对定向凝固包晶合金在不同生长条件下,初生相和包晶相分别作为单相和充分形核相以低速平界面生长时,从初始到稳态的整个过渡区间,两相在界面及界面前沿液相中的溶质分布进行了分析.利用充分形核假设和成分过冷准则以及相稳定生长的最高... 详细信息

对定向凝固包晶合金在不同生长条件下,初生相和包晶相分别作为单相和充分形核相以低速平界面生长时,从初始到稳态的整个过渡区间,两相在界面及界面前沿液相中的溶质分布进行了分析.利用充分形核假设和成分过冷准则以及相稳定生长的最高界面温度判据,分析了初始过渡区内可能发生的第二相形核转变,确定了形成带状组织的成分条件.考虑到相生长的历史相关性,将带状组织区分为周期性带状组织区和单一带状组织区,更能够对实验现象进行合理的解释.对Ti-Al合金的计算结果与理论分析一致,

关键词：包晶合金定向凝固带状组织

激光快速熔凝Zn-2%Cu包晶合金的显微组织

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金属学报 2005年第1期41卷 67-72页

作者：苏云鹏王猛林鑫李华琳黄卫东西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

利用5 kW连续波CO2激光器对Zn-2％Cu包晶合金进行了表面快速熔凝实验研究,扫描速率从6 mm/s至1207mm/s.随着凝固速率的提高,该合金微观组织形态由低速平界面向层片状组织、浅胞晶直至高速绝对稳定平界面转变.实验结果表明,该合金微观组... 详细信息

利用5 kW连续波CO2激光器对Zn-2％Cu包晶合金进行了表面快速熔凝实验研究,扫描速率从6 mm/s至1207mm/s.随着凝固速率的提高,该合金微观组织形态由低速平界面向层片状组织、浅胞晶直至高速绝对稳定平界面转变.实验结果表明,该合金微观组织演化规律与利用林鑫等的数值模型和Jackson-Hunt的共晶模型相结合所得到的界面响应函数作出的预测结果吻合较好.

关键词： Zn-2%Cu 包晶合金激光表面熔凝高速层片状组织绝对稳定平界面

定向凝固包晶合金带状组织的形成机制及相选择 Ⅱ.相选择

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金属学报 2005年第6期41卷 599-604页

作者：郭景杰李新中苏彦庆吴士平傅恒志哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

利用充分形核假设和成分过冷准则以及相稳定生长的最高界面温度判据,对包晶合金低速平界面凝固前沿尚未确立稳态成分分布的情况进行了分析,并考虑到相生长的历史相关性,建立了从初始到稳态的整个过渡区间,随凝固距离变化的相选择模型.与... 详细信息

利用充分形核假设和成分过冷准则以及相稳定生长的最高界面温度判据,对包晶合金低速平界面凝固前沿尚未确立稳态成分分布的情况进行了分析,并考虑到相生长的历史相关性,建立了从初始到稳态的整个过渡区间,随凝固距离变化的相选择模型.与Hunziker模型相比,更清楚地分析了整个凝固过程中发生的相和组织形态的转变,对实验现象进行了更合理的解释.对Ti—Al合金相选择图的计算结果与理论分析一致.

关键词：包晶合金定向凝固相选择

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快速凝固Co-Cu包晶合金的电学性能

物理学报 2005年第7期54卷 3444-3450页

作者：徐锦锋魏炳波西北工业大学应用物理系西安710072

研究了Co Cu包晶合金快速凝固过程中的相选择和组织形成特征,探索了冷却速率、组织结构和晶体位向与合金电阻率之间的相关规律.实验发现,快速凝固可使Co在(Cu)中的固溶度扩展至20%.Cu含量大于80%时,L+αCo→(Cu)包晶转变被抑制,(Cu)可... 详细信息

研究了Co Cu包晶合金快速凝固过程中的相选择和组织形成特征,探索了冷却速率、组织结构和晶体位向与合金电阻率之间的相关规律.实验发现,快速凝固可使Co在(Cu)中的固溶度扩展至20%.Cu含量大于80%时,L+αCo→(Cu)包晶转变被抑制,(Cu)可从过冷熔体中直接形核析出.Cu含量在40%—70%范围时,Co Cu合金的液相分离受到抑制,凝固组织沿条带厚度方向分为两个晶区.细晶区中αCo和(Cu)相竞争形核并生长,αCo枝晶形态细密,细小的(Cu)等轴晶均匀分布于αCo的基体之中.粗晶区αCo相为领先相,富Cu相分布于αCo枝晶的晶界处.随着冷速的增大,合金组织显著细化,晶界增多,对自由电子的散射作用增强,合金电阻率显著增大.当晶界散射系数r=0.996—0.999时,可采用M S模型综合分析快速凝固Co Cu合金的电阻率.

关键词：快速凝固包晶合金电学性能电阻率形成特征凝固过程冷却速率实验发现相关规律晶体位向组织结构过冷熔体液相分离厚度方向凝固组织枝晶形态均匀分布合金组织散射作用自由电子散射系数综合分析 Co Cu

强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响

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物理学报 2013年第20期62卷 463-470页

作者：苑轶李英龙王强刘铁高鹏飞赫冀成东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819

以Mn-56.5 wt%Sb包晶合金为研究对象,进行了不同磁场、不同冷速条件下的凝固实验.通过对液相线温度、包晶温度的考察,发现强磁场可以提高Mn-56.5 wt%Sb合金的液相线温度,且该上升值随磁感应强度的增加而增加,当所施加的磁感应强度为11.... 详细信息

以Mn-56.5 wt%Sb包晶合金为研究对象,进行了不同磁场、不同冷速条件下的凝固实验.通过对液相线温度、包晶温度的考察,发现强磁场可以提高Mn-56.5 wt%Sb合金的液相线温度,且该上升值随磁感应强度的增加而增加,当所施加的磁感应强度为11.5 T时,液相线温度升高大约3 C,但施加磁场后包晶反应温度没有明显改变.对该合金的凝固组织进行定量金相分析发现,施加磁场后MnSb相明显减少,该结果与磁场对相变温度的影响相一致.另外通过X射线衍射分析发现,强磁场诱发包晶反应生成相MnSb的c轴垂直于磁场方向取向,而Mn2Sb相的(311)面平行于磁场方向取向.对不同冷速凝固的Mn-56.5 wt%Sb合金组织进行定量金相分析结果显示,强磁场对合金凝固过程的作用效果受到冷却速度的影响.随着冷却速度的增加,强磁场对该合金凝固组织中MnSb相的相对含量变化影响效果减弱.

关键词：强磁场包晶合金凝固相变温度

定向凝固速率对Cu-7.9%Co包晶合金凝固组织的影响

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稀有金属材料与工程 2006年第11期35卷 1712-1715页

作者：蒋冰轮李双明刘林傅恒志西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

对Cu-7.9%Co包晶合金不同定向凝固速率下的凝固组织进行了研究。结果表明:在定向凝固速率1μm/s^100μm/s下,随凝固速率的提高,初生α-Co相体积分数减少,使形态从定向生长的枝晶转变为等轴枝晶,相应地β-Cu包晶相的生长界面形态由平界... 详细信息

对Cu-7.9%Co包晶合金不同定向凝固速率下的凝固组织进行了研究。结果表明:在定向凝固速率1μm/s^100μm/s下,随凝固速率的提高,初生α-Co相体积分数减少,使形态从定向生长的枝晶转变为等轴枝晶,相应地β-Cu包晶相的生长界面形态由平界面转变为枝状界面。利用最高界面生长温度假设,计算得到了凝固速率在0.55μm/s^5000μm/s范围内α-Co相领先于β-Cu相生长,与实验结果较为吻合;并当凝固速率大于5000μm/s时,β-Cu相的凝固界面生长温度高于α-Co而成为领先相,可以不通过包晶反应直接从熔体中凝固析出。

关键词： Cu-7.9%Co 包晶合金定向凝固界面温度

激光快速熔凝Cu-75％Sn过包晶合金中ε相向包晶η相的转变

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金属学报 2008年第7期44卷 843-847页

作者：吕海燕李双明钟宏刘林傅恒志西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

采用激光表面快速熔凝设备,研究了Cu-75%Sn过包晶合金在1至100 mm/s扫描速度范围内的凝固组织及其变化规律.当扫描速度增大到20 mm/s时,包晶η相可直接从液相中析出,而无需通过包晶反应(ε+L→η)生成,最终凝固组织由包晶,7相和富Sn相组... 详细信息

采用激光表面快速熔凝设备,研究了Cu-75%Sn过包晶合金在1至100 mm/s扫描速度范围内的凝固组织及其变化规律.当扫描速度增大到20 mm/s时,包晶η相可直接从液相中析出,而无需通过包晶反应(ε+L→η)生成,最终凝固组织由包晶,7相和富Sn相组成.基于最高界面生长温度判据,针对凝固过程中初生ε相和包晶η相皆为金属间化合物的特性,对Umeda等人给出的包晶合金竞争生长模型进行了修正.利用修正的模型计算了初生相从ε相到η相转变的临界凝固速度为19.5 mm/s,与实验获得的10—19.3 mm/s基本吻合.

关键词： Cu-75%Sn 包晶合金激光表面快凝相转变