超高温度梯度快速定向凝固的Cu-Mn合金胞晶间距

利用 5kWCWCO2 激光器对Cu 31.4 %Mn合金进行了一系列表面重熔实验 ,就激光束扫描速度对重熔区微观组织生长方向的影响和超高温度梯度快速定向凝固条件下胞晶间距选择规律进行了研究。实验结果表明 :熔池中微观组织的生长方向强烈地受激光工艺参数 (激光输出功率和扫描速度 )的影响。通过采用本实验的工艺 ,实现了与Bridgman法类似的超高温度梯度快速定向凝固 ,其温度梯度可高达10 6K/m ,速度可高达 2 4 .1mm/s。Cu 31.4 %Mn在超高温度梯度快速凝固条件下的胞晶间距存在一个分布范围。随生长速度的增大 ,胞晶间距减小。胞晶间距与生长速度的关系为 :λmax=1.2 5v-0 .61b ,λmin=4 .4 7v-0 .52b ,λ— =9.0 9v-0 .62b 。实验结果与快速凝固条件下枝晶生长模型 (Hunt Lu模型 )吻合。

超高温度梯度场中的Al－Bi偏晶共生行为

应用高频区熔和液态金属冷却方法，考察了定向凝固速率和温度梯度对Ａｌ－Ｂｉ偏晶共生结构的影响．发现在陡的温度梯度下，仅有很低的生长速度方能形成共生；界面前沿的液相流动破坏了共生藉以维持的稳定的三相交角，从而产生厂共生结构的异常用化与破断，利用原子扩散时间与熔体重构时间的等量关系，推导出规则型偏晶共生的动力学方程．

激光超高温度梯度快速定向凝固研究

研究了激光重熔工艺参数对三种不同成分的Cu Mn合金重熔区微观组织生长方向的影响。结果表明 ,熔池中微观组织的生长方向强烈地受激光工艺参数 (激光输出功率和扫描速度 )和合金成分的影响。通过选择合适的工艺参数 ,实现了与Bridgman法类似的超高温度梯度快速定向凝固 ,其温度梯度可高达 10 6 K m ,速度可高达 2 4mm s。利用激光表面熔凝技术实现超高温度梯度快速定向凝固的关键在于 :1)在激光熔池内获得与激光扫描速度方向一致的温度梯度 ;2 )根据合金凝固特性选择适当的激光工艺参数以获得胞晶组织。

超高温度梯度下凝固速率对一种镍基单晶高温合金定向凝固组织的影响

采用区域熔炼液态金属冷却超高温度梯度定向凝固法(ZMLMC),研究凝固速率对一种镍基高温合金微观组织的影响。结果显示:在温度梯度基本不变的条件下,随着凝固速率的提高,枝晶结构逐渐细化,一次枝晶间距λ1与二次枝晶间距λ2减小,且λ1和λ2分别与V-1/4和V-1/2呈线性关系;γ'相尺寸随凝固速率的提高而减小,形貌逐渐趋向于立方状,而在同一速率下,枝晶干的γ'相形状相对较规则,接近立方形,枝晶间的γ'相则趋于无规,其尺寸也较枝晶干区域更为粗大;γ/γ'共晶尺寸随凝固速率的提高而减小,分布趋于弥散,但总的体积分数变化不大。

快速定向凝固技术的研究及发展

综述了快速定向凝固技术的发展过程、原理及存在的问题,介绍了几种新发展起来的快速定向凝固技术,其中包括激光超高温度梯度快速定向凝固技术和深过冷熔体激发快速定向凝固技术,指出了发展的前景。