偏晶系Al-Bi合金的自生复合行为

在定向凝固条件下,研究了偏晶系Al-Bi合金的自生复合行为,考察了凝固速度和温度梯度对其自生复合行为的影响。试验结果表明偏晶反应可以生成两相有序排列的共生组织。在一定的温度梯度下,随着凝固速度的提高,组织由规则形态的纤维(或串状)组织向弥散分布的不规则组织转变。当G／V＞1．60×109K·s／2时,能得到规则的组织;反之,则得到不规则的弥散分布的组织,纤维间距与凝固速度的关系满足λ2V=C。     

高温度梯度下Al-In偏晶合金定向凝固组织的演化规律

应用高温度梯度的方法，研究了在定向凝固条件下温度梯度与凝固速率的比值G／R对Al-17．5％In(质量分数)合金凝固组织的影响．结果表明，偏晶合金的定向凝固与共晶合金定向凝固的生长规律类似．在高温度梯度下，仅在很低的生长速度时才能形成二相有序排列的共生．在偏晶合金定向凝固进入稳态生长以后，在各自的相凝固前沿富集了另一相的溶质，由于两相的层间距不大，长大过程中的横向扩散占主导地位．随着生长速度的增大或温度梯度的降低，Al-17．5％In合金定向凝固组织从纤维结构到周期性或规则排列的串状结构再到弥散分布结构转变．这种转变与固一’液界面形状的转变有密切关系．     

Bridgman法制备塑性钛基轻质非晶复合材料

通过Bridgman定向凝固法成功制备了内生枝晶增塑的轻质钛基非晶复合材料. 与传统的Cu模吸铸法相比, Bridgman法有效消除了铸态组织中的孔洞, 得到了更均匀的微观组织, 且能通过调节抽拉速度来控制枝晶相的尺寸和分布, 进而优化其力学性能. 当抽拉速度为1.4 mm/s时, 合金压缩屈服强度、断裂强度和断裂塑性分别达到1956 MPa, 2706 MPa和18.0%, 且有明显的加工硬化现象. 进一步讨论了枝晶跨越长度$L$和枝晶间距$S$与力学性能的关系, 发现L在约40 μm时对材料的塑性贡献最大.     

定向凝固制备内生晶体增塑的锆基非晶复合材料

通过Bridgman定向凝固成功制备了成分为Zr58.8Ti14.3Nb5.2Cu6.1Ni4.9Be1.0的内生枝晶增塑的非晶复合材料.内生枝晶的尺寸和体积分数可以经抽拉速度的改变得以控制,进而实现了对其力学性能的调节.研究表明,枝晶的大小与抽拉速度呈线性关系,体现出定向凝同在制备非晶复合材料方面可调控析出相的优势.通过对实验参数抽拉速度的优化得出,当抽拉速度为1.0 mm/s时,最高压缩强度达到了1930 MPa,断裂塑性达到11.3%.     

凝固速度对高温度梯度定向凝固Al-17.5In合金组织的影响

在高温度梯度下对Al-17.5In偏晶合金进行定向凝固,分析了其定向凝固组织形成机制,考察了不同凝固速度对Al-17.5In偏晶合金凝固组织的影响,获得了高温度梯度定向凝固条件下微观组织的演化规律,即在固定的高温度梯度下,随着抽拉速度的增大,第二相形态演化的过程依次为:规则的纤维状,发生颈缩的纺锤状,粗化的球状,均匀弥散分布于基体中。纤维间距随着凝固速度的增大而减小。     

SYNTHESIS OF PLASTIC Zr–BASED BULK METALLIC GLASS WITH CRYSTAL PHASE BY DIRECTIONAL SOLIDIFICATION

通过Bridgman定向凝固成功制备了成分为Zr_58.5Ti_14.3Nb_5.2Cu_6.1Ni_4.9Be_11.0的内生枝晶增塑的非晶复合材料. 内生枝晶的尺寸和体积分数可以经抽拉速度的改变得以控制, 进而实现了对其力学性能的调节. 研究表明, 枝晶的大小与抽拉速度呈线性关系, 体现出定向凝固在制备非晶复合材料方面可调控析出相的优势.通过对实验参数抽拉速度的优化得出, 当抽拉速度为1.0 mm/s时, 最高压缩强度达到了1930 MPa, 断裂塑性达到11.3%.     

定向凝固Al2O3／Al—4.5Cu复合材料显微组织与合金元素的分布

利用ＺＭＬＭＣ定向凝固装置,研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ金属基复合材料在不同凝固冷却速度条件下的显微组织和合金元素分布的变化,实验结果表明：当凝固速度ｖ＝１６．７μｍ／ｓ时,Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料基体组织为胞状晶,胞状晶中无颗粒存在;当ｖ＝４９．８μｍ／ｓ时,基体为树枝状晶,颗粒在枝晶中均匀分布,一二,次枝晶间距随着凝固速度的提高而减小。     

凝固速率对铌基共晶自生复合材料定向凝固组织的影响

铌基共晶自生复合材料（NBISC）经真空自耗电弧熔炼成母合金锭，采用高温度梯度的电子束区熔装置制备定向凝固的试样，分析其组织特征。结果表明：Nb基固溶体（Nbss）相、（Nb，Ti）3Si相和（Nb，Ti）5Si3相为NBISC材料的主要组成相；在电了束区熔条件下，随着电子枪移动速率的提高，NBISC材料共晶组织变细，组织中片层状的共晶团增多，块状或板条状的（Nb，Ti）3Si／（Nb，Ti）5Si3相尺度减小、数量增多，组织趋于规则、分布更均匀，组织的定向性增强，定向效果显著。     

自生复合Cu—Cr合金的定向凝固特性

采用定向凝固连续铸造技术成功制备了纤维增强的自生复合Ｃｕ－Ｃｒ合金电车线线坯,并对自生复合Ｃｕ－Ｃｒ合金的定向凝固特性,包括组织形态、枝晶间距及纤维长度等,作了详细的研究。实验结果表明：保持平面状或胞状的凝固界面有利于纤维状的自生复合组织的形成;当ＧＬ＝２１０℃／ｃｍ,Ｖ＝０．６ｍｍ／ｍｉｎ时,Ｃｕ－０．８％Ｃｒ合金凝固界面呈平面状;增加凝固速率,Ｃｕ－Ｃｒ合金的一次枝晶间距呈先增大后减小的规律,     

Pb-Bi包晶合金定向凝固微观组织演化

对Pb-(26,28,30,34)Bi(质量分数,%,下同)包晶合金进行平界面生长的低速定向凝固到枝晶状生长的高速定向凝固实验,研究了Pb-Bi包晶合金的微观组织形成及其演化。实验结果表明,在温度梯度G=30K/mm条件下,当凝固速度V=0.25μm/s时,初生α相和包晶β相均以平界面生长,凝固组织的演化过程为:单相初生α相→两相竞争组织→β单相。V=0.5μm/s时,定向凝固组织的演化过程为:单相初生α相→胞状α相+胞间包晶β相→α+β两相竞争组织→β单相。在G=20K/mm条件下,当凝固速度V=1μm/s时,初生α相以胞状领先生长,包晶β相则在胞状α间形核生长,并包裹住α胞。当凝固速度增加至V≥2μm/s时,初生α相由胞状转变为枝晶状,包晶β相则在枝晶间包围α枝晶。