共晶組織的形貌特征與形成機(jī)理(編輯修改稿)
2025-07-26 21:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 吳瓊[11]研究了在不同冷卻速度情況下MgAl合金的鑄態(tài)共晶組織形貌，實(shí)驗(yàn)表明隨著冷卻速度的加快,共晶組織細(xì)化,初生a相發(fā)達(dá)。初生a枝晶顯著影響固溶區(qū)MgAl合金的共晶組織形貌。圖5分別Mg27Al和Mg32Al合金在砂型和金屬型中鑄造試樣的顯微組織,可以看出,隨著冷卻速度的加快,初生αMg相枝晶發(fā)達(dá),共晶組織細(xì)化。冷卻速度對(duì)共晶組織形貌的影響有以下幾個(gè)方面:①改變了初生樹枝晶的形態(tài)；②冷卻速度影響凝固的枝晶前沿液相的溶質(zhì)濃度分布梯度,進(jìn)一步影響共晶組織的形核、長(zhǎng)大；③快速冷卻將增加B相形核時(shí)的過冷度,影響共晶β相的形核 （a）Mg27Al,砂型 (b)Mg27Al,金屬型 (c)Mg32Al,砂型 (d)Mg32Al,金屬型 圖5 Mg27Al和Mg32Al合金的顯微組織 高雪剛[12]利用單輥甩帶方法[13] 多元合金快速凝固條帶，采用掃描電鏡、透射電鏡和DSC 技術(shù)[14]，研究了電解低鈦共晶鋁硅合金快速凝固組織形態(tài)、相結(jié)構(gòu)特征，探討合金快速凝固組織形成機(jī)理。結(jié)果表明：快速凝固不僅使合金組織細(xì)化，形成微納米晶，并能使組織和相結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 形成了大量的αAl 等軸晶和少量的羽毛針列狀共晶體組織。 蔡惠民[15]采用液淬方法[16]探討了共晶成分鋁硅合金在冷卻過程中共晶組織的形成和轉(zhuǎn)變規(guī)律。研究表明:在共晶溫度以上(包括共晶溫度〕的激冷試件中，呈現(xiàn)亞共晶組織，存在著初生a和共晶硅的粗化過程；共晶a首先依附在初生a四周形成。然后兩相共同伸向共晶液體；同時(shí)，在初生a內(nèi)部也有硅相析出:從凝固結(jié)束到室溫的緩慢冷卻的過程中，高于固溶度的硅繼續(xù)析出，硅片繼續(xù)粗化，使初生a與共晶a的差別消失。最后形成粗大硅片均勻分布在固溶體基體上的共晶組織。劉春霞[17]采用液態(tài)金屬冷卻的定向凝固技術(shù)，獲得了在不同凝固速度下的高鉻鑄鐵()，并研究了凝固速度對(duì)高鉻鑄鐵共晶組織的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)溫度梯度為150K／cm，凝固速度為1～10 m／s時(shí)，固液界面均可維持平直狀，可獲得型碳化物呈定向排列的高鉻鑄鐵，碳化物與基體結(jié)合牢固，具有原位生長(zhǎng)復(fù)合材料的效果．蒲健[18]采用玻璃熔覆法[19]使NiP共晶合金實(shí)現(xiàn)了深過冷。隨著過冷度的增加，其凝固組織發(fā)生了一系列的變化:晶粒逐漸細(xì)化，凝固組織從規(guī)則棒狀共晶向異常粒狀共晶組織轉(zhuǎn)化，最后得到顯微結(jié)構(gòu)細(xì)小的胞狀共晶團(tuán)組織。利用單相枝晶狀共晶的熔斷模型，解釋了過冷熔體形成異常粒狀共晶團(tuán)的形成原因。熔體在深過冷條件下形成的胞狀共晶組織則可以固液界面穩(wěn)定性理論來描述。 王俊峰[20]采用添加稀土元素Er變質(zhì)處理制備了A356合金，通過控制Er的添加量和不同的冷卻速率以改變共晶硅相的形貌。采用金相觀察、掃描電鏡、透射電鏡及能譜分析等測(cè)試分析手段研究了鉺對(duì)A356合金中硅相的變質(zhì)作用。研究發(fā)現(xiàn)：％Er元素能夠使共晶硅相形貌從板塊狀變成細(xì)小纖維狀，共晶硅相生長(zhǎng)方式的改變不僅與Er元素的添加有關(guān)，也與合金凝固過程中的冷卻速率有關(guān)。在較低的冷卻速率C/s下，大部分Er元素形成溶質(zhì)富集顆粒富集在固液界面前[21]。但是在較高的冷卻速率250℃/s時(shí)，當(dāng)鉺元素的添加量為0．5％時(shí)，部分Er會(huì)吸附在硅相的生長(zhǎng)前沿并改變其生長(zhǎng)界面結(jié)構(gòu)，可以獲得細(xì)小纖維狀的共晶硅相。共晶硅相形貌的變化可以歸因于不同生長(zhǎng)面的生長(zhǎng)速率的不同，硅相周圍熔體溫度場(chǎng)和成分場(chǎng)的差異[22]。 共晶合金的凝固過程涉及兩個(gè)或多個(gè)固相在同一個(gè)液相中的競(jìng)爭(zhēng)形核與協(xié)同生長(zhǎng)，是材料物理領(lǐng)域的重要研究課題．對(duì)于二元共晶生長(zhǎng)已經(jīng)建立了比較成熟的理論模型[23]，而三元共晶合金的凝固過程非常復(fù)雜．雖然這方面研究取得了一些進(jìn)展[2325]仍然有待于進(jìn)行深入的理論研究．近年來，對(duì)三元共晶凝固的研究主要集中在平衡或近平衡條件下Jackson—Hunt模型[26]擴(kuò)展、凝固組織演變以及合金性能等方面．Himemiya等人[27]將JacksonHunt模型擴(kuò)展到三元共晶合金三相平界面耦合生長(zhǎng)中，并提出了組織選擇機(jī)制。Souza與合作者[28]研究了定向凝固條件下A1CrNb共晶合金的初生相生長(zhǎng)機(jī)制和共晶組織演變。Witusiewicz等人[2931]對(duì)三元共晶合金的相平衡與層片共晶生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行了研究．王偉麗[32]研究了Pb—sb—sn三元系中不同相區(qū)的合金在深過冷條件下凝固組織形成規(guī)律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，初生(Pb)和SbSn相均以枝晶方式生長(zhǎng)，而初生(sb)相主要呈現(xiàn)為多邊形塊狀和板條狀小面相。(Pb)和SbSn相之間的親和力較強(qiáng)，易于形成二相共晶，組織形態(tài)豐富多彩。(Pb)和(sb)相則是以離異共晶方式生長(zhǎng)。(Sb)和SbSn相不易單獨(dú)形成二相共晶，但在三元共晶組織中可以相互依附生長(zhǎng)。(Pb)+(Sb)+SbSn三元共晶組織通常呈層片狀生長(zhǎng)，當(dāng)其體積分?jǐn)?shù)較小時(shí)會(huì)形成不規(guī)則共晶組織。EDS分析表明，在深過冷快速凝
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1