Al-Y包晶合金非平衡凝固过程及组织特征

包晶凝固过程中小平面-小平面两相复相生长方式是凝固领域研究的一个热点。以初生相和包晶相都是严格计量比金属间化合物的Al-Y包晶合金作为研究对象,利用DSC热分析技术,严格控制冷却速度,获得不同凝固条件的非平衡凝固试样,研究了两相为小平面相的Al-Y包晶合金的凝固行为。发现小平面-小平面包晶系合金包晶凝固过程中,非平衡凝固特性及宏观偏析特点比非小平面包晶系更加明显。凝固特征温度与平衡相图偏差明显,包晶反应温度和包晶相直接凝固温度都远高于平衡相图给定的值,相对于相图是在"过热"条件下发生的,而固溶体型包晶合金一般是在"过冷"条件下发生的。包晶转变过程非常微弱,致使初生相残留量远高于平衡相图。即使对于过包晶成分的合金,其凝固组织中仍存在大量的共晶凝固组织,最终得到的凝固组织与平衡相图存在显著差异。

定向凝固Al-Y合金组织演化规律及小平面相生长 Ⅱ.Al-53%Y包晶合金组织演化规律

对Al—53％Y（质量分数）包晶合金在1～100μm／s的抽拉速率下进行定向凝固实验，研究了合金组织演化及包晶合金中两相的竞争和生长行为．结果表明，铸态Al—53％Y合金的显微组织主要由初生Al2Y相、包晶Al3Y相和Al3Y／Al共晶体组成．在低速1μm／s定向凝固过程中，初生相与包晶相均连续生长，出现了平行于固／液界面的近似带状组织．随着凝固距离的增加，固／液界面处的领先相由初生Al：Y转变为包晶Al3Y固／液界面为粗大条形Al3Y相，而无初生相．在较高抽拉速率的定向凝固过程中，随着抽拉速率的增加，Al2Y相由平界面生长转变为胞状形态，后又转变为枝晶状．包晶相Al3Y最初以锯齿状包裹在初生相表面，同时在液相中以细针状直接析出，抽拉速率越大，包晶相Al3Y数量越多且尺寸越细小．随着凝固距离的延长．包裹初生相的包晶相厚度增加，体积分数增大．另外，从液相中直接析出的Al3Y相逐渐长大，由细针状变为短棒状、块状，均匀分布在包晶组织周围并与之相连接．