如何减少微观偏析

如何减少微观偏析

这个比较烦啊!：采用液态金属冷却(LMC)高温度梯度定向凝固炉制备001和011取向的DD407单晶高温合金,研究了晶体取向对枝晶间距和微观偏析的影响.结果表明,晶体取向对单晶高温合金的枝晶间距和微观偏析有明显的影响.枝晶间距随着001取向偏差角的增加而增加,但随011取向偏差角的增加而减小,且011取向的枝晶间距因为侧枝的分枝而明显大于001取向.成分分析表明,在不同取向的单晶中,Al,Ti和Ta富集于枝晶间,是正偏析元素,而W严重富集于枝晶干,为负偏析元素,当011取向平行轴向时元素的偏析程度最轻.单晶高温合金由于消除了容易产生裂纹源的晶界,因此具有良好的持久寿命、低的蠕变速率和良好的抗热疲劳性能成为当今航空发动机和地面涡轮燃机叶片优先考虑的材料队ZJ.单晶高温合金通常采用定向凝固工艺制备,由于界面张力的各向异性,使得在定向凝固过程中晶体容易沿着择优.：采用耦合流场的相场模型,模拟Ni-Cu合金过冷熔体流动对液固界面前沿浓度分布的影响;定量分析强迫层流对迎流方向、垂直流动方向与逆流方向枝晶尖端前沿浓度边界层厚度,浓度最大值和枝晶微观偏析的影响.结果表明:溶质场和流场二者相互影响;枝晶上游侧浓度边界层的厚度较薄,溶质浓度的最大值较小;而枝晶下游侧恰好与此相反.贫Cu区域在迎流方向枝晶臂沿枝晶轴线方向的宽度较大,但Cu原子的浓度较低,微观偏析最严重,枝晶下游侧缩松倾向加剧.1 Introduction Casting performance is influenced by the solidification microstructure of alloys [1].Decrease in shrinkage cavity is one of the hot spots at present [2,3].There is no doubt that convection happens in the supercooled melt during solidifi利用直接水冷半连续(常规DC)铸造工艺和低频电磁铸造(LFEC)工艺分别制备了Al-4.5%Cu(质量分数)合金铸锭.测量了常规DC铸造和LFEC过程中的温度曲线,研究了低频电磁场条件下的铸锭微观组织变化和Cu元素的微观偏析.通过金相观察发现,在低频电磁场作用下,α-Al和θ相的共晶组织变得细小,其面积分数明显减小.利用电子探针测量结果绘制Cu元素成分曲线,发现在凝圈的最初过渡区,Cu元素的成分曲线在低频电磁场作用下升高,α-Al中Cu元素含量增加.通过计算得到Cu元素的有效分配系数k_e,发现在最初过渡区k_e线性增大到1.LFEC工艺使得Cu元素的k_e变大,并且随着电流强度的增强这一趋势愈发明显.由于低频电磁场加速了凝固前沿的冷却速度,使更多的Cu原子固溶在α-Al中,Cu元素在铸锭中的微观偏析得到了改善.铸造过程中,添加的合金元素由于新相的形成和凝固过程中的重新分配,造成铸锭成分的不均匀,这种现象叫偏析.偏析可以分为宏观偏析和微观偏析.微观偏析对铸锭的抗腐蚀性能和断裂行为有很重要的影响.另外,微观偏析对于铸锭的热裂有重要影响,通过减轻微观偏析可以大大缩短铸使用耦合溶质场的相场模拟研究了Ni-Cu二元合金枝晶生长过程中固相溶质扩散系数Ds对枝晶形貌和微观偏析等的影响.计算结果表明,随着Ds的减少,固液界面前沿溶质扩散层越薄,枝晶生长越有利,枝晶尖端生长的速度越大,侧向分支越发达;Ds越小,固相中溶质成分的波动越强烈,随着Ds的增大,固相中溶质成分的波动相应减小;溶质微观偏析程度随Ds的增大而减小.根据钢液凝固时元素的固-液界面的偏析,并结合溶质元素在固、液相中的有限扩散,建立了钢液凝固过程中微观偏析和钛氧夹杂生成的耦合模型．模型计算表明:由于钛氧夹杂的生成,凝固过程中溶质元素的微观偏析程度得到较大抑制;控制适当的氧含量,有利于夹杂物均匀分布;随着冷却速率的增加,夹杂物数量增加,尺寸变小．当控制在目前薄板坯条件下,半径为0．58 μm、含量为10-5量级的夹杂物可弥散分布于钢中,有利于性能的改善．氧化物冶金是利用非金属氧化物来改善钢材质量的 有效工艺!‘一4}.利用钢液凝固过程中固一液相的偏析 特性,控制适宜的冷却速率,以达到控制钢中非金属夹杂 物的形态、大小和分布.关于凝固过程中微观偏析和夹杂析出的实验和数学 模型已有许多报道[5一5].但是,在大多数模型.太多了我手都酸了,我打字速度不错吧,16分钟搞定.