Al-In难混溶合金的液相分离过程及显微组织数值模拟

建立了一个描述Al In难混溶合金冷却过程中液—液相变区微观组织演化过程的数学模型。该模型综合考虑了第二相液滴的形核、扩散长大、Brownian碰撞和运动碰撞的共同作用 ,并对模拟的结果进行了可视化动态模拟研究。以Al 3 0 %In合金为例进行模拟 ,结果表明 ,第二相在断面上的体积分数、粒子大小及分布与实验结果基本一致。这说明建立的模型对Al In难混溶合金具有一定实际预测功能。

快速凝固Al-In偏晶合金的显微结构

采用单辊法快速凝固工艺制备均质的Ａｌ－Ｉｎ偏晶合金，并对所获得的快速凝固组织和形貌进行了观察和研究结果表明，细小的 Ｉｎ颗粒均匀分布在 Ａｌ基体中；在甩带厚度方向上，随着与激冷面距离的增大， Ｉｎ颗粒尺寸逐渐增大；在同一辊速条件下（同一冷却速率），随着 Ｉｎ含量的增加， Ｉｎ颗粒的平均尺寸也不断增大；在同一成分条件下，随着辊速的升高， Ｉｎ颗粒的平均尺寸不断减小；单辊法快速凝固过程中第二相液滴通过Ｂｒｏｗｎｉａｎ运动和熔体的流动影响其粗化过程．Ｉｎ颗粒尺寸分布具有双峰分布形式，大尺寸颗粒是由在液相分离区形成的 Ｌ２相凝固而成，而小尺寸颗粒是偏晶反应的产物．

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-液界面形状的转变有密切关系.

难混溶合金凝固过程中宏观偏析形成的数值模拟

基于分离粒子法,建立了一个模拟难混溶合金凝固过程中第二相宏观偏析形成过程的模型,此模型考虑了实际凝固过程中的诸多因素,包括形核,扩散长大,Ostwald熟化,Brownian碰撞以及运动碰撞的影响,对Al-30％In合金的模拟结果与实验结果吻合较好,反映了所建立模型较好的理论预测能力。

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。