Al-,72-Ni-,12-Co-,16-合金深過冷及十面體準(zhǔn)晶的凝固行為.pdf

1、采用惰性形核涂層技術(shù)與循環(huán)過熱相結(jié)合的方法,使大體積Al<,72>Ni<,12>Co<,16>準(zhǔn)晶合金獲得深過冷,并系統(tǒng)研究了深過冷Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體中十面體準(zhǔn)晶的形核與生長(zhǎng)行為.借助經(jīng)典形核理論與瞬態(tài)形核理論討論了過冷熔體中十面體準(zhǔn)晶形核的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件;研究了寬過冷度范圍內(nèi)Al<,72>Ni<,12>Co<,16>準(zhǔn)晶合金的凝固組織演化規(guī)律;通過分析十面體準(zhǔn)晶在不同過冷度下的生長(zhǎng)開貌,界定了十面體

2、準(zhǔn)晶生長(zhǎng)方式隨過冷度發(fā)生轉(zhuǎn)變的臨界條件,制備出完全呈單相的塊體十面體準(zhǔn)晶;采用粉末X-射線衍射、差熱分析、掃描電鏡和微觀硬度等手段,研究了單相十面體準(zhǔn)晶的熱穩(wěn)定性及其基本力學(xué)性能.該文的主要研究?jī)?nèi)容及獲得的結(jié)論如下:(1)采用惰性形核涂層技術(shù)和循環(huán)過熱的方法,使Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體最大獲得了180K的高過冷度.大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,惰性形核涂層的非晶化程度、熔體過熱度、過熱保溫時(shí)間以及循環(huán)過熱次數(shù)等工藝參數(shù)將顯

3、著影響熔體的初始過冷度.(2)在已有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過經(jīng)典形核理論計(jì)算,發(fā)現(xiàn)在不考慮異質(zhì)形核條件下,準(zhǔn)晶熔體所能獲得的最大過冷度取決于初生相的晶體結(jié)構(gòu).(3)理論計(jì)算表明,在過冷度為180K的Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體中,十面體準(zhǔn)晶的形核仍為異質(zhì)形核.(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析均表明,當(dāng)Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金熔體的初始過度小于65K時(shí),隨著凝固過程的進(jìn)行,液相中出現(xiàn)了溶質(zhì)貧乏導(dǎo)致了晶體相γ在十

4、面體準(zhǔn)晶柱狀晶界處析出,單相組織被破壞.(5)熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明,深過冷Al<,72>Ni<,12>Co<,16>合金凝固組織中的細(xì)化晶粒是由再輝過程中初始枝晶骨架的重熔而引起.(6)隨熔體初始過冷度的增加,十面體準(zhǔn)晶呈現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)形貌.(7)粉末X-射線衍射、差熱分析等結(jié)果表明,在深過冷快速凝固條件下,十面體準(zhǔn)晶的非小平面連續(xù)生長(zhǎng)有效抑制了晶體相的形成,所獲得的單相十面體準(zhǔn)晶在室溫和退火溫度范圍內(nèi)均保持穩(wěn)定.(8)通過壓痕法對(duì)單相A