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文档简介
1、快速凝固(技术)和新型合金(材料)是一个既充满创造和快速凝固(技术)和新型合金(材料)是一个既充满创造和发展的机会又具有严峻挑战的研究领域,虽然在这一领域中发展的机会又具有严峻挑战的研究领域,虽然在这一领域中已经取得了许多令人鼓舞的成果并正在得到广泛应用。已经取得了许多令人鼓舞的成果并正在得到广泛应用。快速凝固工艺还不够完善;快速凝固工艺还不够完善;还没有形成系统、完整的快速凝固理论;还没有形成系统、完整的快速凝固理论;新型快速凝固合金的性能还需要进一步提高;新型快速凝固合金的性能还需要进一步提高;快速凝固技术和新型合金的研究发展还不平衡。快速凝固技术和新型合金的研究发展还不平衡。冷却条件冷却
2、条件 冷却速率冷却速率/(KS -1)组织特征组织特征工业冷却速工业冷却速率率砂型铸件和铸砂型铸件和铸锭锭 10-3-100平衡条件的晶粒组织平衡条件的晶粒组织,如粗如粗树枝晶树枝晶,共晶和其他结构。共晶和其他结构。中等冷却速中等冷却速率率薄带,模铸件,薄带,模铸件,普通雾化粉末普通雾化粉末精细显微结构精细显微结构,如细树枝晶如细树枝晶,共晶和其他结构。共晶和其他结构。快速凝固快速凝固雾化细粉、喷雾化细粉、喷雾沉积、电子雾沉积、电子束或激光玻璃束或激光玻璃化处理化处理特殊显微结构特殊显微结构,如扩大固溶如扩大固溶度,微晶结构,亚稳结晶度,微晶结构,亚稳结晶相,非晶结构。相,非晶结构。流体雾化法
3、流体雾化法雾化技术雾化技术离心雾化法离心雾化法机械雾化法机械雾化法模冷技术枪法双活塞法熔体旋转法平面流铸造法表面熔化与沉积技木熔体提取法急冷模法*lC 快速凝固的热力学基础快速凝固的热力学基础对应右图所示合金,定向对应右图所示合金,定向凝固过程中凝固界面温度凝固过程中凝固界面温度随凝固速率的变化及其对随凝固速率的变化及其对应情况,现行稳定分析表应情况,现行稳定分析表明,在下述生长速率范围明,在下述生长速率范围内,凝固界面将变得不稳内,凝固界面将变得不稳定定 其下限通常称为临界其下限通常称为临界生长速率生长速率Rc,而上限则称为而上限则称为绝对稳定性生长速率极限绝对稳定性生长速率极限Ras.在这
4、两个生长速率之在这两个生长速率之间,凝固形态是由溶质扩间,凝固形态是由溶质扩散过程和界面张力共同决散过程和界面张力共同决定的,凝固界面形态随上定的,凝固界面形态随上涨速率发生从包晶向枝晶涨速率发生从包晶向枝晶再到包晶的变化。而在此再到包晶的变化。而在此区间之外凝固界面呈平面区间之外凝固界面呈平面状。在低速下的包晶和枝状。在低速下的包晶和枝晶生长过程中,溶质扩散晶生长过程中,溶质扩散场引起的成分过冷起主要场引起的成分过冷起主要作用;在高速下,枝晶间作用;在高速下,枝晶间距及枝晶尖端半径均减小,距及枝晶尖端半径均减小,曲率半径变成控制因素。曲率半径变成控制因素。小的尖端半径限制了枝晶,小的尖端半径限制了枝晶,乃至包晶的形成,可能获乃至包晶的形成
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