落管中Fe-Mo-Si三元包共晶合金的快速凝固机制

采用落管无容器处理技术实现了Fe-27．5％Mo-20．5％Si三元包共晶合金的快速凝固，获得直径介于50～900μm的合金小球，对其凝固机制进行了探讨。理论计算出不同直径液滴在落管中自由下落时的冷却速率和过冷度，实验中获得的最大过冷度达339K（0．21TL）。EDS和SEM测试结果表明，初生相为FeSi，包共晶相为τ1（Fe5MoSi4）和R（Fe2MoSi2）相。当300pm〈D≤900μm时，凝固组织由残余初生相、包共晶相和三相共晶组成；当直径≤300μm时，三相共晶受到抑制。根据晶体生长形态与相图，提出了合金液滴在不同粒径下的两种凝固方式。

深过冷Al_(46.2)Fe_(36.6)Ti_(17.2)包共晶合金的快速凝固及组织演变

采用落管无容器处理技术实现了Al_（46.2）Fe_（36.6）Ti_（17.2）三元包共晶合金的深过冷与快速凝固,获得直径为130~1 150μm的合金粒子,其过冷度范围为202~30 K。研究发现,在自由落体条件下,合金熔体在快速凝固过程中呈现显著的溶质截留效应,包共晶转变进行得不彻底,凝固组织中包含Fe_2Ti相、Fe Al相和τ_2相,其中Fe_2Ti相为初生相,组织呈现枝晶形貌,Fe Al相和τ_2相形成层片状包共晶组织。随着液滴直径的减小,冷却速率增加,过冷度增大,凝固组织中初生Fe_2Ti相的形貌由粗大枝晶逐渐变为细碎枝晶,一次枝晶轴长度与粒子直径呈线性减小关系;包共晶组织由长条状层片变为球状胞,并且层片间距呈指数型减小。

Fe-C-Cr合金三相共晶与四相包共晶反应对铬系白口铸铁组织的影响

以 Fe-C-Cr三元合金相图分析了不同成分的铬系白口铸铁的凝固过程 ,阐述了三相共晶及四相包共晶反应对其微观组织的影响。通过试验对比 。

Al-Cu-Mg包共晶合金的凝固组织演变及机理分析

选取不同成分的Al-5Cu-27Mg(质量百分数,下同)、Al-11Cu-25Mg与Al-18Cu-20Mg三元包共晶合金,进行金属铸型冷却的凝固试验,并对其凝固路径、组织演化及凝固机理进行了分析。试验结果表明:位于包共晶PE点左侧的Al-18Cu-20Mg合金在凝固过程中发生了三元包共晶反应,凝固组织中发现残留的初生S相。而Al-5Cu-27Mg和Al-11Cu-25Mg合金成分点位于PE点的右侧,整个凝固过程中没有出现包共晶反应,凝固组织主要由一定量的初生α-Al相、T相和二元及三元共晶组织构成。

不同冷速下Al-Cu-Mg包共晶合金凝固组织演变

选取成分为Al-3Mg-20Cu的三元包共晶合金,在阶梯型金属铸型冷却的自由凝固实验中,通过不同壁厚处的组织演化,对其凝固过程和凝固机理进行了分析。实验结果表明:位于包共晶PE点左侧较远处的Al-3Mg-20Cu合金凝固过程为L→(L+α)→(L+α+θ)→(L+α+θ+S),凝固组织为初生α-Al相、θ-Al_(2)Cu相、二元共晶α+θ和三元共晶α+θ+S相组成。初生α-Al相呈现非小平面的凝固特性,θ-Al_(2)Cu相呈现小平面的凝固特性,并且随着冷却速度的提高,组织得到明显的细化,θ-Al_(2)Cu相小平面的凝固特性得到了一定程度的弱化。

自由落体条件下Fe-23%Mo-27.5%Si三元包共晶合金的快速凝固

采用落管无容器处理技术实现了Fe-23%Mo-27.5%Si三元包共晶合金的快速凝固,获得直径为100-1 200μm的合金粒子。研究发现,室温下凝固组织由包共晶组织和三相共晶组织[FeSi相＋τ（1Fe5Mo2Si5）＋MoSi2相]组成。随着粒子直径的减小,初生FeSi相由粗大枝晶变为碎断枝晶,进一步变成不规则的粒状晶粒;共晶胞体积变小,其形貌由层片状变为涡旋圈状。理论计算表明,随着液滴直径的减小,过冷度和冷却速率呈指数关系增大,试验中获得的最小粒径对应的最大过冷度达到420 K（0.26T）L。

Al-Cu-Mg包共晶合金凝固组织演变及凝固路径研究

选取初生相在不同相区的成分为Al-15.0Mg-9.6Cu(wt.%,下同)和Al-19.5Mg-17.8Cu的三元包共晶合金,进行了不同冷却速度下的凝固试验,而后对其凝固路径、组织演化规律以及凝固机制进行了分析。试验结果表明,两种合金在凝固过程中发生了三元包共晶反应,凝固路径为别为(L+α-Al)→(L+α-Al+S)→(L+S+α-Al+T)→(L+α-Al+T)和(L+S)→(L+α-Al+S)→(L+S+α-Al+T)→(L+α-Al+T)。合金Al-19.5Mg-17.8Cu和Al-15.0Mg-9.6Cu的初生相分别为S相和α-Al相,而且两相共晶组织(α-Al+S)和(α-Al+T)均为离异共晶,呈团块状,而包共晶组织(α-Al+T)呈灰黑相间的条带状共生形貌。两种合金的凝固组织中均发现残余的S相,并且初生相为S相的Al-19.5Mg-17.8Cu合金的残余S相数量和尺度都要大于Al-15.0Mg-9.6Cu合金。

Al-11.80Cu-24.22Mg三元包共晶合金的凝固机制

采用液淬方法对Al-11.80Cu-24.22Mg(质量分数,%)三元包共晶合金在不同温度下淬火,而后,对其相组成和凝固组织进行了研究,对凝固组织的演化规律以及凝固机制进行了分析.实验结果表明,该合金凝固过程中确实发生了三元包共晶反应,初生相为S相(Al_2CuMg),包共晶组织为α-Al相和T相(Al_6CuMg_4)组成,最终凝固组织由残余初生S相、包共晶组织(α-Al+T)、两相共晶(α-Al+T)及三相共晶(α-Al+T+β)组成;虽然包共晶组织中和两相共晶中含有相同的相,即α-(Al)相和T相,但二者的组织形态不同,包共晶组织呈"条带状",而两相共晶呈规则的"蛛网状"和"球状".此外,三元包共晶反应时,包共晶组织依附于初生S相的周围生长,随着冷却速率的增加,三元包共晶反应变慢甚至被抑制,致使初生S相剩余而滞留在基体中.

Fe-7.5%Mo-16.5%Si三元包共晶合金的凝固组织与相组成

采用差示扫描热分析方法和落管无容器处理技术研究了Fe-7.5%Mo-16.5%Si三元包共晶合金的凝固过程.初生相R被确定为Fe5Mo3Si2,包共晶相为τ1(Fe5MoSi4)和Fe3Si相.实验结果表明,当液滴直径大于400μm时,凝固组织由残余初生相、包共晶相和三相共晶组成;当液滴直径小于400μm时,三相共晶生长被抑制.

Nb_(10)Ti_(61)Co_(29)包共晶合金定向凝固组织演化及其凝固路径模拟计算

选择包共晶点附近的Nb_(10)Ti_(61)Co_(29)合金为研究对象,利用Bridgman定向凝固技术对其开展了一系列定向凝固实验(v=1,3,5,15,30,70μm/s),然后利用XRD、SEM和EDS等分析了不同生长速率下的凝固组织,阐明定向凝固组织演化规律,最终得出相应的凝固机理。结果表明,不同生长速率下合金的凝固组织均包含初始过渡区、稳态生长区以及淬火区。随着生长速率的逐渐增大,初始过渡区上初始生长界面轮廓越来越清晰,并逐渐趋于平直状态,伴随上述变化,稳态生长区与初始过渡区关联性逐渐变小;其次,随着生长速率逐渐增大,合金淬火界面依次经历平界面向胞状晶再到树枝晶的转变,其中,淬火界面在生长速率为1μm/s时呈平直状态,在生长速率为3和5μm/s时,淬火界面大致呈胞状,当生长速率进一步增大时淬火界面呈现典型的枝晶生长;最后,利用CALPHAD方法计算得出了该合金在平衡凝固过程中会依次发生如下4个凝固反应:(1)L→α-Nb;(2)二元共晶反应L→α-Nb+TiCo;(3)三元包共晶反应L+TiCo→α-Nb+Ti_(2)Co;(4)二元共晶反应L→α-Nb+Ti_(2)Co。

Pb_(27)Sb_3Sn_(70)包共晶合金的快速凝固特性

利用熔融玻璃净化方法研究了不同过冷条件下Pb_(27)Sb_3Sn_(70)三元包共晶合金深过冷快速凝固特性,讨论了该合金的相组成、凝固路径以及组织形貌演变规律。实验结果表明:快速凝固条件下Pb27Sb3Sn70合金的相组成与近平衡条件下一致;随过冷度增大,初生相显著细化,由粗大枝晶向孢子状转变,且宏观偏析现象加剧。

AP/RDX共晶包覆微米铝粉的制备及表征

为了改善传统含高氯酸铵(AP)固体推进剂的热效应,采用溶剂蒸发法,参照零氧平衡的比例对高氯酸铵、黑索金(RDX)和微米级铝粉进行包覆处理,制备出微球形的AP/RDX/Al核壳型复合粒子,并对包覆后的AP/RDX/Al复合粒子进行TEM,FTIR,XRD和XPS表征分析。分析表明,AP和RDX形成了AP/RDX共晶包覆层,包覆在微米铝粉的表面。进一步对包覆后的复合粒子进行DSC测试,分析表明微米铝粉会使AP的放热更集中;经AP/RDX共晶包覆的微米铝粉颗粒热效应显著提高。

碳对高钒高速钢凝固过程的影响

通过定向凝固-液淬试验,金相分析,扫描电镜等手段,研究了碳量变化对含钒10%的高钒高速钢初生相析出顺序的影响。结果表明:高钒高速钢(10%V)凝固时,初生相的析出顺序与碳含量有关。若碳含量低于1.64%,首先从液相中析出铁素体;碳含量位于1.64%和2.09%之间时,首先从液相中析出铁素体+VC;碳含量大于2.5%时,首先从液相中析出VC。随着凝固的进行,当合金成分达到二元共晶和包共晶成分时,分别发生相应的二元共晶和包共晶转变。

The Collins Model and the Eutectic—Type and the Peritectic—Type Phase Diagrams

From the Gibbs free energy and the equations of two-phase equilibrium curves of the two-dimensionalbinary system which has the Lennard-Jones potential, using the Collins model, the eutectic-type phase diagram and theperitectic-type phase diagram of the binary system are obtained, whose results are quite similar to the behavior of thethree-dimensional (3D) substances.