偏晶合金凝固过程研究进展
偏晶合金凝固制备方法的研究进展
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｔｈ ｎ ｔｃｉ ｌ ｙｓ ｓｅ ｒ ｅ ｙｕ ｅ ｕ ｌ ｙ ｏ ｏ ｅ ｔ ｌｎ ｕ ｔｙｕ ｅｂ ｃ ｕ ｅｔ ｅ ａ ｅｓ ｅ ｅｍｏ ｏｅ ｔｃａｌ ｙ ｔｍｓａ ｅｖ ｒ ｓｆ ｌ ｌ ｓｆｒｐ ｔｎ ｉ ｄ ｓｒ ｓ ｅａ ｓ ｈ ｙｈ ｖ ｐ — ｏ ａｏ ａ ｉ
究方 向ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｏ ｉ ｉｉａ ｉ ｎ Ｍ ｅｈｏ ｆＭ ｏ ｏ ｅ ｔｃ Ａｌｏ ｓ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｌｄ ｆｃ ｔｏ ｔ ｄｓｏ ｎ ｔ ｃｉ ｌ ｙ
ＺＨＡＮＧ ｎ，Ｗ ＡＮＧ ｇ ｎ ，Ｚ Ｌｉ Ｅｎ ａ ｇ ＵＯ ａ ｗｅ，ＫＡＮＧ ｉｉｎ Ｘｉｏ ｉ Ｚｈｑａ ｇ，ＨＥ Ｊｃ ｅ ｇ ｈ ｎ ｉ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ
ｍｏ ｏ ｅ ｔｃａ ｌ ｙ ，ｓ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｉｉｉａ ｉ ｎ ｈ ｓ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｎ ｔ ｃ ｉ ｌ ｓ ｅ ｒ ｇ ｔ ，ｓ ｌ ｆ ｔ ，ｐ ａ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｏ ｏ ｄ ｃ ｏ ｏ
０ 引言
偏 晶合金 是一 类有 着重要 工 业应 用前 景和 价 值 的材 料 ， 均质偏 晶合金 可表 现 出独 特 的 物理 和 力学 性 能 ［ ， 作 为 自 Ｊ可 ］ 润滑 材料 ， 已成 为汽 车工 业 中一 种 理想 的 新型 轴 瓦合 金 。 并 具 有弥 散分 布第二 相粒 子 的偏 晶合金 具 有 超导 性 能 ， 用 于 可 制 造超导 体 ＿。第 二 相 以颗 粒 状 或 纤 维 状 均 匀 分 布 的偏 晶 ２ ］ 合 金可 以制成 具有 良好 导热 导 电性 的 电接 触 材料 。此 外 ， 偏 晶合金还 可 以应 用 于 高 矫 顽 力 永 磁 体［ 。偏 晶 合 金难 以通 ３ ］ 过 常规铸 造方 法制 备 ， 在偏 晶合 金熔 体进 入难混 溶 区后 ， 种 ２ 液 相迅速 互相 分离 、 凝并 ， 并形 成严 重 的偏 析 甚 至 分层 ， 这种 分 层结构 限制 了偏 晶合 金 在 工 业 中 的应 用 ＿ 。 目前 实 际生 １ ］ 产 中的偏 晶合金 多 采用粉 末 冶金 工 艺 制备 ［ ， ４ 粉末 冶 金 工序 ］
偏晶合金的研究现状
关于偏晶合金的研究蒋旭程0945561211前言：偏晶合金是一种应用广泛的材料，其中许多具有独特的性能，如Cu—Pb 合金是很好的轴承材料，AI—Pb作耐磨材料，而Zn—Bi合金是很好的电化学材料，Bi—Ga合金具有超导性。
可是这类合金在正常凝固中将分离成组元有不同富集的两液相，由于密度的不同，极易产生偏析，严重时会出现组元分层现象，从而限制了这类偏晶舍金在工业上的应用。
为了获得具有均匀弥散相结构的偏晶舍金，近年来各国开展了大量的研究，本文综述了偏晶合金的研究现状及取得的研究成果。
关键词：偏晶合金凝固研究现状1.偏晶合金的凝固特点偏晶合金的典型相图见图1[1]。
在液相线以上，两液相完全混合。
当以一定的速度冷却至液相线温度以下时，就要发生两液相的分离，分离成L1+L2 。
具有偏晶成分的合金m冷却到偏晶反应愠度以下时，就要发生L1→a+ L2的偏晶反应。
反应结果是从L1中分离出固相ɑ及另一成分的液相L2。
L2在ɑ相四周形成并包围L1相，但反应过程取决于L2与ɑ相的润湿程度及Ll和L2 的密度差。
继续冷却时，在偏晶反应温度和图中所示的共晶温度之间，将在原有ɑ相晶体上继续沉积出ɑ相晶体，直到最后剩余的液俸凝固成ɑ+β共晶。
如果ɑ与L2不润湿或L1与L 2的密度差较大，就会发生分层现象。
2.偏晶合金的研究现状2.1 微重力条件下的研究现状偏晶合金由于两相密度差大，在重力作用下，在凝固过程中会发生两相分离，因此，很难得到具有均匀弥散相结构的偏晶合金。
随着空间技术的发展，为偏晶合金的研究和制备提供了新的可能，因为宇宙空间具有许多地面上无法比拟的优越性，其中最重要的就是空间的微重力状态口。
在微重力条件下，使得熔俸中因重力引起的对流以及熔俸中由于组元的密度差引起的沉淀或上浮现象得以消除。
美国国家航空航天局(NASA)首先在落塔上进行了不混溶偏晶合金的凝固试验，1967年前苏联在“联盟6号”宇宙飞船上进行了舍金熔化、凝固和焊接的试验此后，美国、原西德、西欧诸国以及日本等相继开展了空问材料科学研究。
均质难混溶合金制备技术研究进展
均质难混溶合 金具有很 多优异 的物理 、化学性 能 ， 如 可做高 矫顽 力永 磁体 、高性 能 电极 、具有 良好 导热
导 电性 的电接 触材料 。特 别是 它具有 优 良的摩 擦 学特
在 第一个 阶段 内 ，两 种不 同成分 的液 体平 衡共 存 。在 地 球 的重 力 场下 ，比重不 同 的金 属液 体将 自动 分离 以 液 滴 的 形 式 存 在 ，在基 体 熔 体 中进 行 扩 散 长 大进 行
维普资讯
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均质难混溶合金 制备技术研究进展
宋 涛ｔ ，王同敏ｔ ，赵九洲ｚ ，冠霞 ，李廷举 ２ 中科 院 沈 阳金 属研 究 所 ，辽 宁 沈 阳 １０ ２ ） ． １０ ２
ｏ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｌ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ， ｌ ｎ １ ０ ４， ｆ Ｍａ ｅ ｉ ｓ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｆ ａ ｎ Ｄａｉ ｉｅ ｓｔ ｏ ａ ｙ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｄａｉ ６ ２ ａ １ Ｌａ ｎｎ ． ｉａ ２ Ｉｓ ｉ ｔ ｆＭｅａ ｓ ａ ｃ ：ｉｅ ｅＡｃ ｄ ｍ ｙｏ ｉｎ ｅ ， ｉｏ ｉｇ Ｃｈｎ ； ． ｎ ｔｕ ｅ ｏ ｔＩ ｔ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆ Ｓｃｅ ｃ ｓ
关键词 ：难混溶合 金 ；均质制备 ；重力偏析 中图分 类号 ：Ｔ ３ 文献标 识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０— ９７ （０７ １－ ０５０ Ｇ１６ ０ １４ ７ ２０） ０ １２－ ６
Ｔｈ ｏ ｒ ｓ ｆＰｒ ｐ ｒ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｆＨｏｍｏ ｅ ｅ ｕ ｅ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｏ ｅ ａ ａ ｉ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｏ ｏ ｇ ｎｏｓ
偏晶合金的制备
Al-Bi-Sn-Si-Cu偏晶合金的制备内容摘要：通过添加形核剂有效的减小了Al91Pb9合金中第二相Pb液滴尺寸。
通过薄带连铸法，控制第二相液滴运动，实现较快的凝固速度，又可以抵消Stokes沉积作用。
通过采用各种外加场干预凝固的方法，明显的影响第二项液滴在液相分离及凝固过程的演变。
关键词：合金化、平板铸造、硬度、微观组织、偏晶合金。
前言：偏晶合金又称作难混溶合金，具有优异的自润滑、超导、电化学等性能，极具有应用价值。
但典型特点是在液态下存在一个不混溶区间，在Al-Bi二元相图[1]存在一个液相不混溶区。
两共存液相L1和L2表现出与“油-水”体系不互溶的类似现象，导致合金凝固后存在严重的偏析，甚至分层。
因难于制备，该类合金的研究和应用相对滞后。
液相分离产生的第二相的尺寸通常要大于偏晶反应所产生第二相的尺寸。
因此，控制合金熔体的液相分离过程，尤其是第二相液滴在不混溶区间的演变过程一直是难混溶合金的重点难题。
所以控制铸造技术等新工艺[2]相液滴在重力作用下的下沉运动。
根据难混溶合金液相分离的特点，人们往往更期望以最快的冷却速度跨[5]过不混溶区间以减少液相分离对凝固组织的影响，为此快速凝固技术被学者们采用。
当然，控制第二相液滴在不混溶区间的形核、运动、碰撞、凝并是直接有效的方法。
实验方法：通过添加Sn、Cu、Si元素进行复合调整Al-Bi的凝固组织和性能。
其中Sn可以降低液相分离温度和温度区间，从而减少Bi相在Al基体相中的偏析，而Cu和Si则起到相反的作用，加剧偏析，但Cu和Si能提高基体硬度和耐磨性。
实验材料：材料分组材料配制重量熔炼操作过程：1.配置涂料，并涂刷坩埚、扒渣勺、搅拌棒，涂刷后烘干。
2.按要求配料；3.清理模具，并将模具预热到150℃备用。
4.将坩埚放入坩埚炉，将所需纯铝锭放入坩埚。
将炉子升温到750℃，然后保温直至铝熔化；5.铝熔化后加入中间合金并保温，待中间合金全部熔化后适当搅拌；6.然后加入金属Bi并将炉温升温至840℃，当炉温到达840℃后，保温10分钟后搅拌，继续保温60分钟后快速浇注。
非晶态材料的制备与研究进展
非晶态材料的制备与研究进展非晶态材料是指无序结构的金属、合金、陶瓷、聚合物等材料，也称为非晶合金、非晶陶瓷、非晶聚合物等。
与传统的晶体材料相比，非晶态材料具有独特的物理、化学性能，例如高硬度、高韧性、高弹性模量、低磁滞损耗等。
由于这些特性，非晶态材料在电子、化工、磁性、能源等领域有着广泛的应用和研究价值。
本文将介绍非晶态材料的制备方法和研究进展。
一、非晶态材料的制备方法非晶态材料的制备方法包括几种基本方法：快速凝固法、溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、高压方法等。
其中，快速凝固法是最常用的方法之一。
快速凝固法又称为淬火法或快速凝固淬火法。
该方法的关键在于“快速”，即使物质在熔融的状态下以极快的速度冷却，可以形成非晶态。
其主要原理是通过快速冷却抑制原子的有序排列，以形成无序结构。
快速凝固法中最常用的技术是毛细管铸造（spin casting）、单向凝固（unidirectional solidification）和三辊式轧制（three-roll mill）。
毛细管铸造主要是将铜轮（铜圆柱）等材料熔化后，在高速旋转的铜轮上斜着流动，由于冷却速度极快，从而形成非晶态材料。
溅射法是将目标材料置于真空室中，通过气体放电及离子轰击达到脱离目标材料的目的。
被离子轰击的目标材料脱离后，将沉积在表面的离子及原子进行深层交换，形成非晶结晶。
化学气相沉积法是在高温和真空条件下将单质或化合物输入到沉积室中，在沉积室中经过化学反应和热反应得到所需的薄膜。
二、非晶态材料的研究进展随着材料科学的发展，非晶态材料的研究也得到了迅速发展。
目前，非晶态材料的研究重点主要是在材料力学性能、磁性、光学性能、防腐性、耐高温性等方面。
1. 材料力学性能非晶态金属材料相比于晶态材料具有更高的硬度和韧性，因此在减震、液压缓冲、磨损等领域具有更好的应用前景。
近年来，人们开始对非晶态金属材料的力学性能进行系统研究，例如压缩、拉伸、切削和疲劳等基本工程性能指标。
偏晶合金凝固过程及凝固组织控制方法研究进展
偏晶合金凝固过程及凝固组织控制方法研究进展赵九洲;江鸿翔;孙倩;黎旺;何杰【期刊名称】《中国材料进展》【年(卷),期】2017(036)004【摘要】偏晶合金的应用十分广泛,其中许多具有重要的工业应用背景,但该类合金凝固时首先发生液-液相变,极易形成偏析严重乃至两相分离的凝固组织,因此其凝固过程研究与工业制备技术研发受到了严重限制.近年来,偏晶合金凝固理论受到材料科学领域的高度重视,为了深入研究偏晶合金凝固组织形成过程及演变规律,材料科学工作者分别在空间微重力条件下和地面重力场内对该类合金开展了大量凝固实验,探索了偏晶合金的常规凝固行为、快速凝固行为、定向凝固行为和连续凝固行为等,考察了微重力场、电场、磁场、离心力场、超声场等外场以及微合金化元素对偏晶合金凝固过程的影响,并结合实验对偏晶合金凝固组织形成过程开展了深入的建模与模拟研究,阐明了偏晶合金凝固机理及关键影响因素.综述了有关偏晶合金凝固研究的进展,介绍了本研究团队相关研究工作,并展望了未来偏晶合金凝固研究的方向.【总页数】10页(P252-261)【作者】赵九洲;江鸿翔;孙倩;黎旺;何杰【作者单位】中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016 ;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016 ;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学技术大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳 110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学技术大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳 110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】TG14;TG2【相关文献】1.有无重力作用下Al-Bi偏晶合金凝固过程的模拟研究 [J], 康智强;王恩刚;张林;李贵茂;左小伟;赫冀成2.Al-Pb偏晶合金凝固过程中贫Pb层的形成机理 [J], 李海丽;张镝;赵九洲3.连续凝固偏晶合金薄带凝固组织进化过程模拟 [J], 赵九洲4.深过冷Cu-Pb偏晶合金的快速凝固行为和凝固组织 [J], 郝维新;杨根仓;谢辉;樊建峰5.Mg_(70)Zn_(28)Y_2合金凝固过程、凝固组织及包晶反应初生相研究 [J], 万迪庆;杨根仓;朱满;程素玲;周尧和因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Fe—Sn—Si偏晶合金的快速凝固研究
实 验 结 束 后 ， 所 得 粒 子分 级 镶 嵌 、 光 和 腐 将 抛
蚀 ， 用 腐 蚀 剂 为 １ｍｌ 所 ＨＮＯ。 １ｍｌ ＋ ＨＦ十２ 酒 ０ｍｌ
质形 核作用 ， 增大 了熔体 获得深 过冷 的 能力 。 落管 自
凝 固实验 。 ３种 合金 液滴 的直径 范 围为 １ Ｏ ０ ｍ 的液 滴 ， 固组 织都呈 现 ２ 或 ３ 壳核组 Ｏ ～１０ ０ｐ ． 凝 层 层 织 以及 第 ２相 弥散分 布 的凝 固组织 。ＸＲ Ｅ Ｄ、 ＤＳ及 Ｓ Ｍ 分析 表 明 ， ｅ ｎ蚰Ｓ 合金 液滴 的凝 固 Ｅ Ｆ６ Ｓ 。 ｉ 。
由落体 技术集 “ 容 器 、 过冷 、 重 力 ” 无 深 微 于一 体 ， 适
精 溶 液 。采 用 Ｆ ＩＳｒ ｎ ２ ０型 扫描 电 子显 微 镜 、 Ｅ ｉ ｏ ０ ｉ
Ｏｘｏ ｄ Ｉ Ａ Ｅ ｅｇ ０ ｆｒ ＮＣ ｎ ｒ ｙ ３ ０型 能 谱 分 析 仪、 ｉａ ｕ Ｒｇ ｋ Ｄ ｍａ ２ ０ —ａ ／ ｘ ５ ０Ｘ ｒｙ衍 射 仪 和 Ｎｅｚｃ Ｓ ０ Ｃ差 ｔｓｈＤ ｃ ４ ４ 热分 析 仪对 液 滴 的凝 固组织 、 相组 成及 热力 学性 质
关 键 词 ： 管 ， 晶合 金 ， 落 偏 快速 凝 固， 壳核 组织 ， 冷度 过
中图分类号 ： ＴＯ／ ２ ３ 文献标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ０２ ５ （ ０ ７ ０ —８ ３０ １ ０ — ７ ８ ２ ０ ） ６０ ４ —７ 生长、 以及 相分 离 等凝 固过 程 中 的重 要 环节进 行 了
２ ０７ ０
第 ２卷 第 ６ ５ 期
Ｖｏ１ ２ ｏ． ． ５Ｎ ６
Ｆ — ｎ Ｓ 偏 晶 合 金 的 快 速 凝 固 研 究 ｅＳ — ｉ
凝固过程数值模拟的研究进展和发展趋势_黄卫东
摘要
回顾了凝固过程理论描述及数值模拟的发展历史, 对其研究现状和存在问题进行了评
关键词
凝固过程 精确理论描述 数值模拟 宏微观耦合
述, 重点分析了与凝固组织形成相关联的理论研究要点, 对目前已经建立的宏微观结合/耦合 凝固过程描述及模拟方法进展进行了归纳总结, 在此基础上对凝固过程精确理论描述和数值 模拟的前景及趋势进行了展望.
在常见的铸件尺度上 , 早期对于凝固过程的描
述主要集中于宏观温度场及流动场的分析 , 借助于 经验性判据可以实现宏观层面液相区、糊状区、固相 区构成及细微组织特征的粗略说明 . 而精确的可视 化凝固过程描述要求就固相形核、晶粒生长形态、溶 质排出、晶粒漂移、液相流动、温度分布等不同层次 的诸多问题形成准确认识 , 建立可靠的物理模型 . 通 过耦合宏微观不同层次凝固过程的数理描述 , 借助 计算机模拟实现获得图形化的组织形成过程演示, 则是验证并加深凝固过程精确描述体系认识的重要 手段 . 凝固过程宏微观耦合的计算量控制是需要特别 考虑的问题 . 为了实现凝固过程宏微观的双向耦合 模拟 , 研究者们开展了大量工作 . Beckermann 课题 组 [20,21] 首 先 将 多 相 流 动 分 析 用 于 凝 固 过 程 的 模 拟 , 把凝固过程中涉及到的物相区分为液相、 固相及枝晶 间液相 , 分别求解各相的质量、动量、溶质、热焓守 恒方程 , 并以模型化方式考虑相间作用及转变 . 然而 这一方案因缺少一个合理的形核模型 , 且过度追求 统一性而变得复杂 , 难于实际操作 . 此后 , Beckermann 的模型被 Ludwig 和 Wu[22~24] 进一步修改并应用到等轴球晶的凝固过程模拟当中 . 在 Ludwig 和 Wu[23]建立的多相模型中 , 他们对各相 同时求解质量、动量、热量、组分方程与一组密度守 恒方程 ; 对于各相的生核规律、生长动力学、潜热释 放、溶质分布和机械作用等问题 , 则通过相应的传输 方程和数学模型来加以整合 . 为了实现宏微观凝固 过程的双向耦合 , Wu 和 Ludwig[25]基于体积平均法 , 采用如图 1 所示的处理方案来实现跨层次的参数传 递 , 在宏观层面采用欧拉多相模型完成熔体、不同物 相等轴晶、柱状晶、固相之间相互作用的描述 , 并以 此作为微观层次模拟的外部条件 ; 微观层次模拟中 应用界面跟踪法或其他较为精确的凝固理论模型来 获得可接受的固相生长具体形态的描述 ; 对具体的 固相生长形态 , 采用包络平均的方法来概括其宏观
添加第三组元调控Al-Bi偏晶合金凝固组织研究进展
添加第三组元调控Al-Bi偏晶合金凝固组织研究进展杨翠翠;范玉虎;王帅;余申卫;贡诗睿;岳锦岩;何一诺;吕思雨;张国宇;刘志伟;董其娟;魏作山【期刊名称】《铸造技术》【年(卷),期】2024(45)5【摘要】Al-Bi偏晶合金熔体冷却过程中由均一的液相经液-液相转变为两互不混溶的液相,在常规重力铸造条件下极易形成宏观偏析严重的凝固组织,极大限制其工业应用,因此有必要对Al-Bi偏晶合金凝固组织进行有效调控(细化和均匀化)。
近年来,研究者对如何改善Al-Bi等偏晶合金偏析组织开展了大量研究,如快速凝固、施加外场和添加第三组元等,其中添加第三组元最有可能实现其低成本/规模化制备。
基于此,本文主要综述了Al-Bi偏晶合金添加第三组元(合金元素、Al-(Ti)-(B)体系、陶瓷颗粒)的相关研究进展,其中添加含陶瓷颗粒的第三组元能够有效细化和均匀化富Bi相,获得弥散型Al-Bi基偏晶合金,该研究对于实现其大规模工业应用具有重大意义。
【总页数】8页(P403-410)【作者】杨翠翠;范玉虎;王帅;余申卫;贡诗睿;岳锦岩;何一诺;吕思雨;张国宇;刘志伟;董其娟;魏作山【作者单位】西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室;中国船舶集团有限公司第十二研究所;长安望江工业集团有限责任公司;山东省先进铝基材料与技术重点实验室滨州魏桥国科高等技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TG146;TG2【相关文献】1.有无重力作用下Al-Bi偏晶合金凝固过程的模拟研究2.偏晶合金凝固过程及凝固组织控制方法研究进展3.第三组元对过冷Cu-Pb偏晶合金凝固组织均质化的影响4.第三组元对Al-Bi偏晶合金凝固组织的影响5.定向凝固速度对Al-Bi偏晶点成分合金凝固组织的影响及计算机分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
金属材料凝固过程研究现状与未来展望
金属材料凝固过程研究现状与未来展望下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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金属材料凝固过程是材料学领域的重要研究内容。
快速凝固条件下Ni–Pb 偏晶合金的组织演变机理研究
精 密 成 形 工 程第14卷 第6期148 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2022年6月收稿日期：2021–10–21作者简介：唐跃跃（1987—），男，硕士，工程师，主要研究方向为增材制造金属粉末制备工艺和金属粉末材料开发。
快速凝固条件下Ni–Pb 偏晶合金的组织演变机理研究唐跃跃1，赵李新2，陈正2（1.江苏威拉里新材料科技有限公司，江苏 徐州 221001； 2.中国矿业大学 材料与物理学院，江苏 徐州 221116）摘要：目的 研究过冷Ni–0.5%Pb （原子数分数）合金过冷组织的演化行为，阐明其组织演化和晶粒细化的基本机制。
方法 采用熔融玻璃净化和循环过热方法制备出过冷度为0~255 K 的试样，并结合枝晶生长的动力学–热力学模型，研究其深过冷快速凝固行为机制。
结果 在0~255 K 过冷度范围内，随着过冷度的增大，Ni–Pb 偏晶合金的微观组织发生了2类晶粒细化现象，组织形态由粗大树枝晶向粒状等轴晶转变。
结论 第1类粒状晶的形成是由于枝晶熟化和再辉重熔导致发达枝晶破碎，第2类粒状晶的形成是由于在应力和应变能的作用下，枝晶碎变和再结晶引起了晶粒细化。
关键词：Ni–Pb 合金；过冷组织演化；深过冷；晶粒细化；应力积累DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.06.020中图分类号：TG146.1 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)06-0148-06Continuous Microstructure Evolution of Ni-Pb Monotectic Alloyunder Rapid SolidificationTANG Yue-yue 1, ZHAO Li-xin 2, CHEN Zheng 2(1. JiangSu Vilory Advanced Material Science and Technology Co., Ltd, Jiangsu Xuzhou 221001, China; 2. School of Material and Physics, China University of Mining and Technology, Jiangsu Xuzhou 221116, China)ABSTRACT: This paper aims to study the subcooled microstructure evolution behavior of supercooled Ni–0.5%Pb (atomic fraction) alloys, and to clarify the basic mechanism of microstructure evolution and grain refinement. The samples with sub-cooling degree of 0-255 K were prepared by the method of molten glass purification and cyclic superheating, and combined with the kinetic-thermodynamic model of dendrite growth, the mechanism of rapid solidification behavior in deep subcooling was studied. In the range of 0-255 K undercooling, with the increase of undercooling, two types of grain refinement occurred in the microstructure of Ni-Pb monotectic alloy, and the microstructure changed from coarse dendrite to granular equiaxed. crystal transformation. The formation of the first type of granular crystals is due to the fragmentation of developed dendrites caused by dendrite maturation and re-melting. The formation of the second type of granular crystals is due to dendrite fragmentation and recrystallization under the action of stress and strain energy.KEY WORDS: Ni-Pb alloy; subcooled microstructure evolution; deep undercooling; grain refinement; stress accumulation偏晶合金由于其独特的组织和性能特点，在自润滑材料、电触头材料以及超导材料等领域获得了广泛的应用[1]。
有无重力作用下Al-Bi偏晶合金凝固过程的模拟研究
的， 对完 整 的凝 固过程 的数值 模 拟仍不 够 系统 和 深入 。 本 文采 用欧 拉法数 值模 拟偏 晶合 金在 难混 溶 区 的运动 行为 ， 可理论 预 测 Ｍａａ ｇ ｎ 力 和重 力 对 偏 晶 合金 凝 ｒｎ ｏ ｉ
固过 程 中显微 组 织 演 化 的影 响 程 度 ， 而 为采 用 新 型 从
对 偏 晶合 金 凝 固过程 的某一 种或 几种 影 响 因素而 开展
金 显微 组 织演化 的数 学模 型 。该模 型考 虑 了实际凝 固
过程 中导 致第 二相 宏观 偏 析 的 诸 多复 杂 因素 ， 包括 形
核 、 散 长 大 、 ｔ ｋ ｓ运 动 、 ａ ａ ｇ ｎ 运 动 及 重 力 沉 扩 Ｓｏ ｅ Ｍ ｒｎ ｏ ｉ
性、 电化学 性 、 导性 、 伸性 等 ， 广泛 用 于高 矫 顽力 超 延 被
户 自定 义标 量方 程 ） 建立 两相 组分传 输 方程 ， 用三 参 利 数异 质形 核模 型＿ ＵＤ ， 立形核 密度 方程 。 】和 。 Ｓ建 通过 基于 全 体 平 均 每 一 相 局 部 瞬 态 平衡 理 论ｌ 】 。
载 到质量 守恒 方 程 的 源项 中 ， 于相 平 衡 溶质 分 配 原 基 理 ， 定两 相界 面处 溶质 交换模 型口 并采 用 ＵＤＳ 用 确 ¨， （
文 章编 号 ：０ １９ ３ （ ０ ０ Ｏ —５ ６０ １ ０ — ７ １ ２ １ ）９１ ３ —４
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ１ 引 言
偏 晶合金 是一类 有 着特殊 性 能和重 要 应用 前 景 的 工业 材料 ， 此类 合 金 具 有优 良的耐 磨 性 、 学 性 、 磁 光 软
数 和 液 滴 直 径 增 加 显 著 ； 重 力 条 件 相 比 ， 重 力 条 件 与 无
对流和弥散相液滴运动对偏晶合金凝固的影响
对流和弥散相液滴运动对偏晶合金凝固的影响以对流和弥散相液滴运动对偏晶合金凝固的影响为标题，我们来探讨一下这个话题。
在偏晶合金凝固过程中，对流和弥散相液滴运动是两个重要的因素，它们对合金的凝固组织和性能有着重要的影响。
我们来谈谈对流对偏晶合金凝固的影响。
对流是指在熔融态时由于温度梯度引起的熔体流动。
对流可以通过扩散来传递质量和能量，对合金凝固组织和性能起着重要的作用。
对流的存在会导致合金凝固过程中的温度梯度被抹平，从而影响晶粒的生长速率和晶粒尺寸。
当对流强烈时，热量和质量的传递会更加充分，晶粒生长速率会加快，晶粒尺寸会较大。
而当对流较弱时，热量和质量的传递会受到限制，晶粒生长速率会减慢，晶粒尺寸会较小。
对流还会影响凝固过程中的固液界面形态。
对流的存在会导致固液界面变得不规则，形成一些凹凸不平的结构，这些结构对晶核的形成和生长有着重要的影响。
在对流强烈的情况下，由于流动的扰动，晶核的形成和生长会受到一定程度的抑制，晶粒形态会变得更加细小而均匀。
而在对流较弱的情况下，晶核的形成和生长会较为容易，晶粒形态会变得更加粗大而不均匀。
接下来，我们来谈谈弥散相液滴运动对偏晶合金凝固的影响。
弥散相液滴是指在合金中存在的一些非金属相或其他相。
这些液滴会在凝固过程中发生运动，对合金的凝固组织和性能产生影响。
弥散相液滴的运动会影响合金中的相分布和相互作用。
在凝固过程中，弥散相液滴会随着熔体的流动和固相的生长而移动，从而改变合金中的相分布。
这种相分布的改变会影响合金的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性等。
同时，弥散相液滴还会与晶粒界面相互作用，影响晶粒的生长和晶界的特性。
弥散相液滴的运动和相互作用还会影响合金的晶粒尺寸和形态。
当液滴与晶粒界面相互作用时，会对晶粒的形态和尺寸产生影响。
在一些情况下，液滴会在晶粒界面上促进晶粒的生长，使晶粒形态发生变化。
而在另一些情况下，液滴会抑制晶粒生长，使晶粒尺寸变小。
这种液滴与晶粒界面的相互作用对合金的凝固组织和性能有着重要的影响。
IN718系列高温合金凝固偏析及均匀化处理工艺研究
IN718系列高温合金凝固偏析及均匀化处理工艺研究一、本文概述《IN718系列高温合金凝固偏析及均匀化处理工艺研究》是一篇针对IN718系列高温合金在凝固过程中出现的偏析现象及其均匀化处理工艺进行深入研究的文章。
IN718高温合金因其优异的力学性能、良好的热稳定性和耐腐蚀性，在航空航天、能源、石油化工等领域具有广泛的应用。
然而，凝固偏析的存在严重影响了合金的组织均匀性和性能稳定性，因此，研究其凝固偏析机制及均匀化处理工艺对于提高IN718系列高温合金的性能和应用领域具有重要意义。
本文首先介绍了IN718系列高温合金的基本成分、性能特点以及应用现状，为后续研究提供背景信息。
随后，重点分析了凝固偏析的产生原因及其对合金性能的影响，包括偏析对合金组织、力学性能、热稳定性和耐腐蚀性的影响。
在此基础上，探讨了均匀化处理工艺的原理、方法和参数选择，旨在通过合理的均匀化处理工艺消除或减轻凝固偏析，提高合金的组织均匀性和性能稳定性。
本文的研究内容包括但不限于以下几个方面：IN718系列高温合金凝固偏析的机制研究，均匀化处理工艺的原理、方法和参数优化，均匀化处理对合金组织、力学性能、热稳定性和耐腐蚀性的影响规律，以及均匀化处理工艺在实际生产中的应用和效果评估。
通过本文的研究，旨在为IN718系列高温合金的生产和应用提供理论支持和技术指导，推动高温合金领域的技术进步和产业发展。
二、IN718系列高温合金的凝固偏析特性IN718系列高温合金是一种广泛应用于航空航天、能源、化工等领域的重要材料，其优异的力学性能和高温稳定性使其成为许多关键部件的首选材料。
然而，凝固偏析现象的存在对其性能的稳定性和可靠性构成了挑战。
凝固偏析是指在合金凝固过程中，由于溶质元素在固液界面前沿的重新分配，导致溶质浓度在固相和液相之间存在差异，进而形成成分偏析的现象。
IN718系列高温合金的凝固偏析特性主要表现为枝晶偏析和晶界偏析。
枝晶偏析是指在凝固过程中，溶质元素在枝晶臂和枝晶间的分布不均，导致枝晶臂和枝晶间的成分存在差异。
偏晶合金凝固制备方法的研究进展
偏晶合金凝固制备方法的研究进展*张 林,王恩刚,左小伟,康智强,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110004)摘要 偏晶系合金具有独特的物理和力学性能,是一类具有重要工业应用前景的合金,长期以来受到了广泛关注。
系统介绍了偏晶合金的各种凝固制备方法和研究手段,总结了近期国内外在这一领域的研究新进展,着重介绍了强磁场下均质偏晶合金的制备技术,展望了利用强物理场制备大体积均质偏晶合金的前景,并指出了今后的研究方向。
关键词 偏晶合金 偏析 凝固 相分离Research Progress in Solidification Methods of Monotectic AlloysZH ANG Lin,WANG Engang,ZU O Xiaow ei,KA NG Zhiqiang,H E Jicheng(K ey L aborat ory of M inist ry of Educatio n fo r Electr omag netic P ro cessing o f M ater ials,N or theaster n U niv ersity ,Shenyang 110004)Abstract T he monotectic allo y systems a re very useful alloy s fo r po tent ial industr y use because they have spe -cia l phy sical and mechanical pr operties,and have been investig ated by many r esear cher s.T he main so lidificat ion and research metho ds are intr oduced systematically ,the new pro gr ess in this r esear ch domain is co ncluded,the fabrication of homo geneo us mo no tect ic alloy under high mag netic field is intr oduced emphatically ,the pr ospects o f larg e vo lume ho mog eneous mo no tect ic allo y fabr icated under stro ng physical f ield ar e pro po sed,and the r esear ch pro spect is pointed out.Key words mo no tect ic alloys,seg reg atio n,solidificatio n,phase separ at ion*国家自然科学基金项目(50574027;50901019);国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2007A A 03Z519);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20070145062);高等学校学科创新引智计划项目(B07015) 张林:男,1979年生,博士,讲师 E -ma il:zhanglin@ 王恩刚:通讯作者,男,教授,博士生导师 E -mail:egw ang @ma 0 引言偏晶合金是一类有着重要工业应用前景和价值的材料,均质偏晶合金可表现出独特的物理和力学性能[1],可作为自润滑材料,并已成为汽车工业中一种理想的新型轴瓦合金。
Al-3.4％Bi合金定向凝固组织形成过程
Al-3.4％Bi合金定向凝固组织形成过程江鸿翔;孙倩;赵九洲;杨志增【期刊名称】《空间科学学报》【年(卷),期】2016(036)004【摘要】对Al-3.4％Bi(质量分数)偏晶点成分合金开展了定向凝固实验,并对其凝固组织形成过程进行分析.结果表明,Al-Bi偏晶点成分合金定向凝固时在凝固界面前沿液相内形成溶质Bi富集层,并在该区域内发生液液相变.当试样凝固速度较慢时,合金凝固后弥散相粒子尺寸呈现双峰分布;当凝固速度较快时,凝固界面前沿所有尺寸的少量相液滴均向凝固界面迁移,合金凝固后弥散相粒子尺寸呈现单峰分布.【总页数】5页(P450-454)【作者】江鸿翔;孙倩;赵九洲;杨志增【作者单位】中国科学院金属研究所沈阳110016;中国科学院金属研究所沈阳110016;中国科学院金属研究所沈阳110016;中国科学院金属研究所沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】V524【相关文献】1.生长速率对定向凝固Zn-Al-Bi共晶合金显微组织、力学性能和电学性能的影响[J], Yasin KARAMAZI;mit BAYRAM;Pnar ATA;Sezen AKSZ;Kazm KELOLU;Necmettin MARALI2.Pb-Bi包晶合金定向凝固相和组织选择 [J], 胡小武;闫洪;陈文静;李双明;傅恒志3.Pb-Bi-Sn准包晶合金定向凝固微观组织演化 [J], 胡小武;李双明;艾凡荣;蒋福刚4.生长速率对定向凝固Zn-Al-Bi共晶合金显微组织、力学性能和电学性能的影响[J], Yasin KARAMAZI;Umit BAYRAM;Pinar ATA;Sezen AKSOZ;Kazim KESLIOGLU;Necmettin MARASLI;5.生长速率对定向凝固Zn-Al-Bi共晶合金显微组织、力学性能和电学性能的影响（英文）[J], Yasin KARAMAZI;ümit BAYR AM;P?nar ATA;SezenAKS?Z;Kaz?m KE?L?O?LU;Necmettin MARA?LI;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。