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深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的再辉与形核分析

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材料热处理学报 2008年第1期29卷 102-106页

作者：刘丽琴张忠明徐春杰郭学锋西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu-20％Pb亚偏晶合金的再辉行为，利用经典形核理论与瞬态形核理论计算讨论偏晶合金的两相竞争形核规律。结果表明，在过冷度0～238K范围内，凝固过程出现两次再辉。一次再辉由α（Cu）相的... 详细信息

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu-20％Pb亚偏晶合金的再辉行为，利用经典形核理论与瞬态形核理论计算讨论偏晶合金的两相竞争形核规律。结果表明，在过冷度0～238K范围内，凝固过程出现两次再辉。一次再辉由α（Cu）相的形核和生长引起，二次再辉由偏晶反应引起。过冷亚偏晶Cu-20％Pb合金凝固过程中，α（Cu）相恒先形核，即匀晶转变先于偏晶反应发生。

关键词：深过冷亚偏晶合金再辉形核

深过冷Ni-B合金再辉过程与凝固速率的研究

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铸造 2020年第2期69卷 121-126页

作者：李卓许军锋樊丹丹杨长林坚增运西安工业大学光电功能材料与器件陕西省重点实验室陕西西安710021 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

为研究亚共晶Ni-B合金的共晶转变机理及再辉速率与界面生长速率的关系,采用熔融玻璃净化、循环过热和触发形核三者相结合的方法,借助高速摄影、红外测温仪对Ni-2.51wt.%B、Ni-2.79wt.%B、Ni-3.01wt.%B亚共晶合金的共晶转变再辉行为和凝... 详细信息

为研究亚共晶Ni-B合金的共晶转变机理及再辉速率与界面生长速率的关系,采用熔融玻璃净化、循环过热和触发形核三者相结合的方法,借助高速摄影、红外测温仪对Ni-2.51wt.%B、Ni-2.79wt.%B、Ni-3.01wt.%B亚共晶合金的共晶转变再辉行为和凝固速率进行了研究。结果表明:当过冷度比较小时,亚共晶Ni-B合金的共晶转变界面生长速度很慢;但当过冷度较大时,其生长速度又变快,界面生长时间与熔体再辉时间随过冷度增大而减小,且变化趋势相似,两者的比值近似为一个定值。过冷度一定时,再辉速率和生长速率随着B含量的增加而增大;成分一定时,随过冷度的增加,三个亚共晶成分的Ni-B合金的再辉速率和生长速率都在增大,且变化趋势一致,两者的比值与过冷度呈反比例关系。

关键词：冷却曲线深过冷再辉生长速率

深过冷Ni-32.5%Sn共晶合金凝固过程中的再辉与组织形态

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航空学报 1990年第1期11卷 A059-A064页

作者：魏炳波杨根仓周尧和西北工业大学

采用高温过热法去除异质晶核,使15g液体Ni-32.5％Sn共晶合金过冷度达395K(0.28T_E),借助快速红外测温技术研究了再辉现象及其与过冷、晶体形核和长大、以及凝固组织的关系,并对再辉过程中的结晶分数进行了近似计算。

关键词：共晶合金凝固再辉过冷

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深过冷合金再辉与凝固组织的研究

金属学报 1992年第10期28卷 A421-A425页

作者：李德林杨根仓周尧和西北工业大学403教研室 710072 西北工业大学

发现深过冷Ni_(68)B_(21)Si_(11)合金液形核过程中的多次再辉现象,揭示了二次和三次再辉的过冷条件,以及对凝固组织的影响。研究结果表明,深过冷Ni_(68)B_(21)Si_(11)合金液存在两种凝固机制:一是NilB,Nj‘si,B和Ni,B的三相共晶生长;另... 详细信息

发现深过冷Ni_(68)B_(21)Si_(11)合金液形核过程中的多次再辉现象,揭示了二次和三次再辉的过冷条件,以及对凝固组织的影响。研究结果表明,深过冷Ni_(68)B_(21)Si_(11)合金液存在两种凝固机制:一是NilB,Nj‘si,B和Ni,B的三相共晶生长;另一个是以NilB为领先相的枝晶簇生长。当过冷度低于200K或超过310K时,合金液凝固仅伴生一次再辉,其晶体生长以第一种凝固方式进行。其他过冷范围内的合金液则发生多次再辉和枝晶簇凝固。

关键词：再辉深过冷 X射线分析镍基合金

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负温度梯度熔体凝固过程中的形核与再辉行为

材料导报 2004年第8期18卷 56-57,60页

作者：谢发勤吴向清李金山傅恒志西北工业大学凝固技术国家实验室西安710072

研究了63～292K热力学过冷度范围内,Cu-Ni单相合金的凝固组织演化规律,分析了负温度梯度熔体凝固过程中的形核与再辉行为。结果表明:①负温度梯度熔体凝固的冷却曲线上有较明显的形核特征;②在负温度梯度熔体凝固冷却曲线的快速再辉阶段... 详细信息

研究了63～292K热力学过冷度范围内,Cu-Ni单相合金的凝固组织演化规律,分析了负温度梯度熔体凝固过程中的形核与再辉行为。结果表明:①负温度梯度熔体凝固的冷却曲线上有较明显的形核特征;②在负温度梯度熔体凝固冷却曲线的快速再辉阶段,出现了明显的“二次再辉”特征,此“二次再辉”的本质有别于慢速凝固阶段的二次再辉,因此称之为“伪再辉”。

关键词：负温度梯度过冷度过冷凝固再辉熔体形核热力学

极地船舶结冰中过冷液滴再辉相场模拟及碰撞特性研究

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极地船舶结冰中过冷液滴再辉相场模拟及碰撞特性研究

作者：杨苏杰江苏科技大学

学位级别：硕士

随着全球温度上升,气候变化日益加剧,北极海冰正在加速融化,特别是近年来,北冰洋的部分水域在每年夏季都会处于可通航状态。但是,船舶在极地地区航行时,通常都会受到积冰的影响。船舶积冰会影响船舶的稳性和安全性,破坏船上设施,危害人... 详细信息

随着全球温度上升,气候变化日益加剧,北极海冰正在加速融化,特别是近年来,北冰洋的部分水域在每年夏季都会处于可通航状态。但是,船舶在极地地区航行时,通常都会受到积冰的影响。船舶积冰会影响船舶的稳性和安全性,破坏船上设施,危害人员安全。船舶表面结冰的来源是海水和空气中的过冷液滴,这些液滴产生后,在流场的作用下撞击船舶表面,并通过与船舶表面与空气的热量交换,最终形成冰晶。现有的船舶结冰预测,主要是从宏观角度进行研究,依靠过往的结冰数据和理论公式,计算过冷液滴在流场中的分布、运动、碰撞和结冰结果。但是由于已有的结冰数据不够全面,结冰模型存在缺陷等原因,这种方法并不能完全准确地对船舶结冰进行预测。事实上,船舶表面的结冰结果,还与水滴在表面的结冰过程有很大关系。过冷水滴的结冰过程极其敏感,最终形成的积冰类型和物性参数,都会因外界的扰动而发生改变。因此要获得准确的船舶结冰预测结果,还需考虑水滴在表面上的微观结冰过程,从微观角度分析不同环境下产生积冰的冰型、物性参数和结冰结果,并将这些结果最终应用于船舶的结冰预测和防除冰研究中。本文从微观角度着手,利用经典成核理论、相场法和数值模拟方法,分析了过冷度、盐度和液滴碰撞等参数对过冷液滴微观凝固过程的影响,为船舶结冰预测和防除冰研究提供理论基础。本文的主要研究内容如下:（1）介绍了国内外关于极地船舶微观尺度结冰的研究现状,分析了过冷水滴的结冰过程,根据凝固过程的过冷、成核、再辉、冻结和冷却五个阶段,选用不同的计算方法。阐述了各阶段模拟中涉及的过冷水滴成核特性、相场法以及水滴凝固模拟中的求解方法。（2）基于相场法,对过冷水滴再辉阶段进行数值模拟。根据海水参数对纯物质相场进行修正,结合经典成核理论计算初始晶核数目,并引入噪声和各向异性,使计算结果更加真实。对再辉过程进行参数敏感性分析,研究过冷度和盐度对再辉阶段的影响。过冷度对再辉过程影响较大,当过冷度从30K增至45K时,冰相比例从11.92%增至29.17%,再辉后的冰相比例存在阈值,当液滴的温度升至凝固点后便不再提升。（3）对不同过冷度和不同接触角下的水滴冻结阶段进行数值模拟,过冷度的减小与冻结时间的增长近似呈指数函数的关系,过冷度30K时,液滴的冻结时间为33.8μs,而过冷度45K时,冻结时间为24.6μs,但是过冷度对液滴冷却时间的影响较小。接触角对液滴的冻结时间和冷却时间的影响均比较大,接触角从30°增至150°,冻结时间从8.02μs增至95.6μs,冷却时间从15.8μs增至201.6μs。接触角对于冻结时间的影响也是趋近于指数函数关系。（4）引入液滴撞击对冻结阶段的影响,将撞击视作液滴质量的损耗,计算不同速度下的液滴损耗,并利用损耗后质量重新计算液滴轮廓。分析撞击速度对冻结阶段的影响,当速度从1m/s增至7m/s时,冻结时间从25.6μs减少为10.8μs,碰撞速度对冻结时间的影响比例的增量随着碰撞速度的增加而减小。当碰撞速度相同时,即使是过冷度和接触角不同,冻结时间和冷却时间产生的变化也十分接近。当碰撞速度为3m/s时,均对冻结时间和冷却时间产生了46%-47%的损耗。

关键词：极地船舶结冰过冷水滴再辉冻结碰撞

深过冷Fe_(82)B_(17)Si_1共晶合金的再辉及凝固组织特征

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自然科学进展（国家重点实验室通讯） 2000年第1期10卷 54-59页

作者：张振忠宋广生杨根仓周尧和西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

在大气中,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,使Fe_(82)B_(17)Si_1共晶合金获得了342K(0.238T_E,T_E为共晶温度)的大过冷度。对该合金的冷却再辉曲线及凝固组织研究发现:(1)在6～164K及255～342K过冷度范围内该合金的冷却曲线仅... 详细信息

在大气中,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,使Fe_(82)B_(17)Si_1共晶合金获得了342K(0.238T_E,T_E为共晶温度)的大过冷度。对该合金的冷却再辉曲线及凝固组织研究发现:(1)在6～164K及255～342K过冷度范围内该合金的冷却曲线仅呈现一次再辉,而在174～247K过冷度范围内其冷却曲线则存在两次再辉,三过冷度范围内的凝固组织分别对应于由准规则共晶和复杂规则共晶组成的混合共晶或混合共晶+非规则共晶、完全非规则共晶、初生α(Fe,Si)相+枝晶间非规则共晶;(2)在过冷条件下,该合金的共晶两相α(Pe,Si)及Fe_2B相满足促发形核的非互惠原则;(3)该合金非规则共晶出现的特征过冷度ΔT_1=63K,完全非规则共晶化的特征过冷度ΔT_2=164K;(4)该合金非平衡状态下的共晶共生区偏向Fe_2B相一边,它与共晶成分线的交点在ΔT=154K及ΔT=264K,其谷值约在ΔT=207K左右。

关键词：深过冷共晶合金再辉 Fe-B-Si系合金凝固组织