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三元Fe62.5Cu27.5Sn10合金的快速凝固组织演变机制
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:《中国有色金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG113.12[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学应用物理系,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项E1(51101123,51027005);西北工业大学基础研究基金资助项目(JC20120245,JC20110280)
中文摘要:

在自由落体条件下研究三元Fe62.5Cu27.5Sn10合金的亚稳相分离和凝固组织形成规律。结果表明:液相分离使得合金液滴在快速凝固过程中形成2-3层壳核组织和均匀弥散组织,其相组成为α-Fe固溶体和Cu3Sn金属间化合物相。分析液滴内部L2(富Cu)液相的运动特征发现,温度梯度和浓度梯度所引起的Marangoni运动促进壳核组织的形成,合金液滴的最终凝固组织由冷却速率、过冷度和Marangoni运动共同决定。如果液滴直径足够小,快速冷却能够抑制液相分离,凝固组织演变为等轴枝晶形态,其相组成为α-Fe固溶体和Cu2FeSn化合物。EDS分析显示,初生α-Fe相在快速凝固过程中发生了显著的溶质截留效应。

英文摘要:

Liquid ternary Fe62.5Cu27.5Sn10 alloy was rapidly solidified under free fall condition. The results show that the liquid phase separation leads to the formation of two- or three-layer core-shell structures and uniformly dispersed structures. These two types of microstructures are both composed of a-Fe and CuaSn phases. According to the movement characteristics of L2(Cu-rich) liquid phase, the thermal and solutal Marangoni migrations are the dynamic mechanisms responsible for the development of core-shell structure. The finally solidified microstructure of ternary Fe62.5Cu27.5Sn10 alloy depends on the combined effects of cooling rate, undercooling and Marangoni migration. If the droplet diameter is sufficiently small so that its high cooling rate suppresses the liquid phase separation, the solidification microstructure evolves into the equiaxed dendrite morphology. The dendritic microstructure is composed of α-Fe solid solution and CuEFeSn intermetallic compound. EDS analysis reveals that α-Fe phase exhibits a remarkable solute trapping effect during containerless rapid solidification.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974