枝晶粗化理论的实用化研究

本文推导了最初形成的二次臂间距,并对Kattamis的等温粗化理论进行了实用化处理。在定向凝固条件下在Al-Cu合金中对二次枝晶的形成和粗化过程进行了试验研究。理论分析和处理的结果与实验结果定量吻合,作者认为它将为人们直接、简单而准确地预测铸件凝固过程中的二次臂间距提供理论依据。

合金凝固枝晶粗化的研究进展

枝晶是一种最常见的金属凝固显微组织。在大多数中低速的凝固过程中,枝晶组织发生粗化是一种不可避免的现象,对最终的凝固组织和产品性能产生重要影响。本文首先简要评述半个多世纪以来关于连续冷却和等温凝固过程中的枝晶粗化在理论研究、实验研究和数值模拟3方面的研究进展。随后,介绍作者课题组最近提出的一个包含凝固和熔化机制的元胞自动机(cellular automaton,CA)模型。采用该CA模型对SCNACE合金在固/液两相区等温过程中的枝晶粗化现象进行模拟研究,并对枝晶粗化过程中的凝固/熔化、界面几何形状和溶质扩散之间的复杂相互作用关系进行分析。

Sn-Pb合金的三次树枝晶生长

在定向凝固的条件下对 Sn－ Pb合金的三次树枝晶生长进行了研究 .探讨了纵向和横向生长的三次树枝晶形态 .给出了三次枝晶间距与工艺参数即温度梯度和生长速度之间的指数衰减关系 .发现纵向和横向三次枝晶在枝晶粗化和间距上存在着明显的差别 ,并探讨了枝晶爬行对枝晶不对称生长的影响 .

高钛高炉渣中钙钛矿相的析出行为

为促进高钛高炉渣中钙钛矿相选择性析出，满足选矿分离的要求，分别在恒温和连续冷却过程中研究了钙钛矿相的析出行为。实验结果表明，钙钛矿相析出的适宜温度区间为１４００～１３００℃，熔渣在此温度范围内缓慢冷却（冷却速度０．５℃／ｍｉｎ），可有效促进钙钛矿相析出并使其枝晶产生粗化，结晶量达２４．８９％，晶粒度达４８．２７μｍ。此外，通过钙钛矿晶体形貌的变化，探讨了枝晶粗化机理，认为晶体产生缩颈重熔促进了枝晶粗化。

稳态磁场下合金凝固过程微观偏析行为研究进展

磁场通过改变合金凝固过程中的过冷度、固态扩散、枝晶粗化、熔体对流及枝晶生长形态等因素影响铸件微观偏析的形成,改变铸件的力学性能。本文评述了磁场下微观偏析研究进展,分析了在磁场作用下影响微观偏析形成的主要因素的变化规律,总结了磁场下合金凝固过程形核与枝晶生长、溶质分配行为变化规律,讨论了磁场下合金凝固过程中微观偏析的形成机理。在经典微观偏析模型的基础上,构建了磁场下微观偏析模型,预测磁场下微观偏析变化趋势,为磁控偏析技术的应用奠定理论基础。