【摘要】：研究了在液氮冷卻條件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn亞共晶合金的組織演化過程.結(jié)果顯示,熔池從上至下可以分為三個區(qū)域:表層為平行激光掃描方向的α-Ni轉(zhuǎn)向枝晶區(qū);中部為近乎垂直于熔池底部外延生長的α-Ni柱狀晶區(qū);底部為少量的殘留α-Ni初生相和大量的枝晶間(α-Ni+Ni3Sn)共晶組織.激光熔凝區(qū)組織受原始基材組織的影響很大,熔池中的α-Ni枝晶生長方向受到了熱流方向和枝晶擇優(yōu)取向的雙重影響.與基材中存在的層片狀、棒狀和少量離異(α-Ni+Ni3Sn)共晶的混合組織相比,熔池內(nèi)的共晶組織皆為細(xì)小的規(guī)則(α-Ni+Ni3Sn)層片狀共晶,皆垂直于熔池底部外延生長,并且從熔池頂部至底部,共晶層片間距逐漸增大.分別應(yīng)用描述快速枝晶生長的Kurz-Giovanola-Trivedi模型和描述快速共晶生長的Trivedi-Magnin-Kurz模型對熔池表層凝固界面前沿的過冷度進(jìn)行估算,發(fā)現(xiàn)熔池表層α-Ni枝晶和(α-Ni+Ni3Sn)層片共晶的生長過冷度在50.4—112.5 K之間,遠(yuǎn)大于相應(yīng)深過冷凝固(α-Ni+Ni3Sn)反常共晶生長的臨界過冷度20 K,這說明文獻(xiàn)報道的臨界過冷度并不是反常共晶出現(xiàn)的充分條件.
[Abstract]:The microstructure evolution of Ni-28 wt%Sn hypoeutectic alloy by laser rapid melting under liquid nitrogen cooling was studied. The results show that the molten pool can be divided into three regions from top to bottom: the surface layer is a 偽-Ni steering dendritic region parallel to the laser scanning direction; the middle part is a 偽-Ni columnar region grown almost perpendicular to the bottom of the molten pool; and the bottom is a small amount of residual 偽-Ni primary phase and a large number of interdendritic (偽-Ni Ni3Sn) eutectic structure. The microstructure of laser melting zone is greatly affected by the microstructure of the original substrate, and the growth direction of 偽-Ni dendrite in the molten pool is affected by both the heat flow direction and the preferred orientation of dendrite. Compared with the lamellar, rod-like and a small amount of divorced (偽-Ni Ni3Sn) eutectic mixed microstructure in the substrate, the eutectic structure in the molten pool is fine regular (偽-Ni Ni3Sn) lamellar eutectic, all of which grow perpendicular to the bottom of the molten pool, and the eutectic lamellar spacing increases gradually from the top to the bottom of the molten pool. The Kurz-Giovanola-Trivedi model describing rapid dendritic growth and Trivedi-Magnin-Kurz model describing rapid eutectic growth were used to estimate the undercooling along the surface solidification boundary of molten pool. It was found that the growth undercooling of 偽-Ni dendrite and (偽-Ni Ni3Sn) eutectic on the surface of molten pool was between 50.4 and 112.5 K, which was much higher than the critical undercooling of 偽-Ni Ni3Sn abnormal eutectic growth. This shows that the critical undercooling reported in the literature is not a sufficient condition for the occurrence of abnormal eutectic.
【作者單位】： 西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:51323008,51105311,51271213) 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(批準(zhǔn)號:2011CB610402) 國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(批準(zhǔn)號:2013AA031103) 高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(批準(zhǔn)號:20116102110016) 中國高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃(批準(zhǔn)號:08040)資助的課題~~
【分類號】：TG665

【參考文獻(xiàn)】

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1 石玉峰;許慶彥;龔銘;柳百成;;定向凝固過程中NH_4Cl-H_2O枝晶生長的數(shù)值模擬[J];金屬學(xué)報;2011年05期

2 趙朋;李雙明;傅恒志;;定向凝固Al-40%Cu合金三維微觀組織重構(gòu)及共晶間距演變[J];金屬學(xué)報;2012年01期

【共引文獻(xiàn)】

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1 徐春杰;郭學(xué)鋒;張忠明;賈樹卓;劉禮;;熱擠壓快速凝固AZ91D鎂合金棒材的組織與性能[J];兵器材料科學(xué)與工程;2006年01期

2 ;Microstructural Evolution of Rapidly Solidified Co-Mo and Ni-Mo Eutectic Alloys[J];Journal of Materials Science & Technology;2003年06期

3 ;Lamellar Spacing Selection in Regular Eutectic Solidification at Low Velocity[J];Journal of Materials Science & Technology;2007年06期

4 楊根倉,魏炳波,周堯和;快速凝固過程的高速攝影研究[J];材料科學(xué)進(jìn)展;1990年03期

5 劉峰,郭學(xué)鋒,楊根倉;深過冷DD3高溫合金的兩次細(xì)化機(jī)制[J];材料研究學(xué)報;2001年03期

6 謝發(fā)勤,李金山,傅恒志;負(fù)溫度梯度熔體中晶體生長取向與控制[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2002年03期

7 唐玲;李雙明;艾桃桃;李文虎;馮小明;;定向凝固Al-38.5%Cu合金中帶狀組織的形成機(jī)理[J];機(jī)械工程材料;2010年04期

8 石玉峰;許慶彥;柳百成;;基于改進(jìn)元胞自動機(jī)方法的強(qiáng)制對流作用下三維枝晶生長的數(shù)值模擬[J];稀有金屬材料與工程;2013年04期

9 劉朝陽;齊歡;;鎳基單晶高溫合金激光多道搭接熔覆過程晶體生長行為和微觀組織分布的研究[J];電加工與模具;2014年01期

10 孔大海;張衛(wèi)興;潘晶;蔣遠(yuǎn)霞;劉新才;王慧;;熱力學(xué)深過冷熔體凝固組織非平衡效應(yīng)的研究進(jìn)展[J];功能材料;2012年20期

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1 楊根倉;郭學(xué)鋒;李金富;呂衣禮;;大體積Ni-Cu單相合金深過冷快速凝固[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

2 劉朝陽;齊歡;;鎳基單晶高溫合金激光多道搭接熔覆過程晶體生長行為和微觀組織分布的研究[A];第15屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 周濤;快速凝固Mg-Zn系鎂合金的組織與性能研究[D];湖南大學(xué);2009年

2 劉禮;深過冷Co-Sn共晶合金及其含少量第三組元的凝固[D];上海交通大學(xué);2011年

3 韓秀君;亞穩(wěn)金屬熔體的熱物理性質(zhì)及其快速凝固研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

4 朱耀產(chǎn);二元共晶層片生長的多相場法數(shù)值模擬[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

5 徐春杰;細(xì)晶Mg-Zn-Y合金的制備、組織、性能及強(qiáng)化機(jī)理[D];西安理工大學(xué);2007年

6 盧書媛;Ni-Pd單相合金的深過冷凝固[D];上海交通大學(xué);2007年

7 趙素;Ag-28.1Cu-xSb共晶合金的過冷凝固[D];上海交通大學(xué);2009年

8 周建坤;大體積Fe-Ga磁致伸縮合金的深過冷定向凝固[D];上海交通大學(xué);2009年

9 彭鵬;定向凝固Sn-Ni包晶合金糊狀區(qū)熔化與凝固行為[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

10 宮新勇;激光熔覆沉積修復(fù)TC11鈦合金葉片的基礎(chǔ)問題研究[D];北京有色金屬研究總院;2014年

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1 馬伯樂;定向凝固Pb-Sn和Ni-Nb共晶合金躍遷變速下組織演化研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

2 周俊;Al-4%Cu共晶合金的凈化與過冷凝固研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

3 唐玲;Al-38.5%Cu過共晶合金恒速和躍遷變速定向凝固下的組織演化研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

4 汪巖;ZL102共晶組織演變的蒙特卡洛法模擬[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2010年

5 高翔;Fe72.5Ga27.5磁致伸縮合金的深過冷定向凝固[D];上海交通大學(xué);2010年

6 蔡亮;AuSn20合金熔體混合非規(guī)則共晶形成研究[D];云南大學(xué);2013年

7 黃銘;激光熔覆過程溫度場數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2013年

8 林福財;回轉(zhuǎn)體零件激光再制造工藝及其試驗裝置的研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2013年

9 朱會;鋁合金流變鑄造組織三維重構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)表征[D];南昌大學(xué);2013年

10 常帥;IN718高溫合金光纖激光增材制造技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 駱良順;王新;蘇彥慶;李新中;郭景杰;傅恒志;;基于連續(xù)切片的三維重構(gòu)技術(shù)在材料凝固組織研究中的應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;2010年09期

2 唐玲;李雙明;傅恒志;;熱溶質(zhì)對流對定向凝固Al-Al_2Cu過共晶合金組織的影響[J];稀有金屬材料與工程;2007年04期

3 馮妍卉;聶紅;張欣欣;;定向凝固宏微觀熱質(zhì)傳遞及雙擴(kuò)散流作用[J];工程熱物理學(xué)報;2008年02期

4 陳晉,朱鳴芳,孫國雄;用CA方法模擬過冷熔體中自由樹枝晶的生長[J];金屬學(xué)報;2005年08期

5 于靖;許慶彥;崔鍇;柳百成;;基于一種改進(jìn)CA模型的微觀組織模擬[J];金屬學(xué)報;2007年07期

6 李斌;許慶彥;潘冬;柳百成;熊艷才;周永江;洪潤洲;;低壓鑄造ZL114A鋁合金微觀組織模擬[J];金屬學(xué)報;2008年02期

7 單博煒;黃衛(wèi)東;林鑫;魏雷;;元胞自動機(jī)模型模擬枝晶一次間距的選擇[J];金屬學(xué)報;2008年09期

【相似文獻(xiàn)】

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1 劉志勇;許慶彥;柳百成;;枝晶生長的介觀尺度三維數(shù)值模擬[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年08期

2 段萌萌;陳長樂;董慧迎;李展耀;靳全偉;;溫度和溶質(zhì)分布對枝晶競爭生長的影響[J];特種鑄造及有色合金;2009年02期

3 潘詩琰;朱鳴芳;;三維溶質(zhì)枝晶生長數(shù)值模擬[J];物理學(xué)報;2009年S1期

4 陳勁松;黃因慧;王桂峰;喬斌;楊建明;;噴射電沉積枝晶生長數(shù)值模擬及實驗研究[J];電鍍與精飾;2009年09期

5 袁訓(xùn)鋒;劉寶盈;丁雨田;;強(qiáng)制對流和高各向異性對枝晶生長的影響[J];商洛學(xué)院學(xué)報;2012年06期

6 何德s，

本文編號：2524777