采用超高溫激光共聚焦掃描顯微鏡對15CrMoG鋼包晶凝固過程進(jìn)行了原位動態(tài)觀察。發(fā)現(xiàn)冷卻速率為5和15℃/min時,δ相以胞狀方式析出;而當(dāng)冷卻速率增加至100℃/min時,δ相以枝晶方式析出。通過包晶相形核熱力學(xué)分析表明,初始δ相凝固過程中L/δ界面處濃度梯度的存在增加包晶γ相Gibbs自由能成核勢壘。隨著冷卻速率的增加,穿過L/δ界面濃度梯度變陡,導(dǎo)致包晶相γ形核所需過冷度增加,進(jìn)而降低了包晶反應(yīng)溫度和提高了包晶反應(yīng)速率。另外,冷卻速率的增加導(dǎo)致包晶轉(zhuǎn)變(δ→γ)模式發(fā)生改變,冷卻速率為5℃/min時,δ→γ轉(zhuǎn)化界面呈現(xiàn)溶質(zhì)擴(kuò)散控制的平面形態(tài);冷卻速率為15℃/min時,δ→γ轉(zhuǎn)化界面呈現(xiàn)溶質(zhì)擴(kuò)散控制的胞狀形態(tài);而冷卻速率為100℃/min時,出現(xiàn)界面過程控制的δ→γ塊狀轉(zhuǎn)變�；诓煌мD(zhuǎn)變δ→γ模式體積收縮的差異,討論了亞包晶鋼連鑄調(diào)控機(jī)理。

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【部分圖文】：

圖1實驗溫控制度示意圖

圖2為冷卻速率5℃/min時15CrMoG鋼凝固過程的原位動態(tài)觀察結(jié)果。當(dāng)溫度降至1504℃左右(圖2a)，δ相首先以胞狀晶的方式從液相中析出；隨著溫度逐漸降低，δ相逐漸長大，其形核數(shù)量也逐漸增多(圖2b)；隨著凝固的繼續(xù)進(jìn)行，在1492.5℃左右γ相與液相發(fā)生包晶反應(yīng)(L+....

圖2冷卻速率為5℃/min時δ相析出和包晶相變原位觀察

冷卻速率為15℃/min凝固時，δ相在1500℃也以胞狀晶的方式從液相中析出(圖3a和b)，在1489℃左右溫度發(fā)生包晶反應(yīng)(圖3c和d)，隨后發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變(圖3e和f)。而冷卻速率為100℃/min凝固時，δ相在1496℃以樹枝晶的方式從液相中析出(圖4a和b)，在1474℃左....

圖3冷卻速率為15℃/min時δ相析出和包晶相變原位觀察

圖2冷卻速率為5℃/min時δ相析出和包晶相變原位觀察從圖2～4中均可以發(fā)現(xiàn)，在包晶相變過程中視場中出現(xiàn)黑色陰影，并隨著包晶相變的進(jìn)行，黑色陰影部位面積越來越大。這是因為與液相中直接析出δ相相比，發(fā)生包晶相變時γ相的形核和長大會產(chǎn)生更大的收縮，正是這種收縮之間的差異導(dǎo)致厚度方向....

圖4冷卻速率為100℃/min時δ相析出和包晶相變原位觀察

圖5和6分別為不同冷卻速率凝固條件下的包晶反應(yīng)和包晶轉(zhuǎn)變。冷卻速率為5和15℃/min時均可以觀察到包晶相γ沿著L/δ界面生長(圖5a和b)；而冷卻速率為100℃/min時并未觀察到此現(xiàn)象，并且γ相在δ相界面形成的包晶層比較薄。另外，冷卻速率為5℃/min時，在L/δ/γ三相交界....

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