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对流作用下枝晶生长行为的相场法

袁训锋 , 丁雨田 , 郭廷彪 , 胡勇 , 唐向前

中国有色金属学报

基于Wheeler等提出的纯扩散相场模型,建立耦合溶质场、温度场和流场的相场模型,采用有限差分法对控制方程进行数值求解,研究Ni-Cu合金凝固过程中单晶粒枝晶和多晶粒枝晶在强制对流作用下的生长行为.结果表明:熔体的流动显著改变凝固前沿的传热和传质,从而改变枝晶的生长行为.在流速为6.43 m/s的垂直强制对流作用下,上游枝晶受过冷熔体冲刷,枝晶尖端溶质浓度和温度低,实际过冷度大,枝晶生长迅速,稳态生长速度比纯扩散时增加28%;热量和溶质在下游富集,下游枝晶尖端溶质浓度和温度高,实际过冷度小,枝晶生长缓慢,稳态生长速度比纯扩散时减小26%.

关键词: Ni-Cu合金 , 相场法 , 强制对流 , 枝晶生长 , 凝固 , 溶质场 , 温度场 , 流场

FCC Ni-Cu及Ni-Mn合金互扩散系数测定

徐晓军 , 朱娜琼 , 鲁晓刚 , 何燕霖

上海金属

结合扩散偶技术及电子探针微区分析技术,利用Sauer-Freise方法,得到FCC Ni-Cu合金在1 123、1 273 K温度下的互扩散系数和Ni-Mn合金在1 273 K温度下的互扩散系数.实验证实互扩散系数是温度与成分的函数.利用所得互扩散系数外推得到1 123、1 273 K温度下Cu在Ni中的计算杂质扩散系数和1 273 K温度下Mn在Ni中的计算杂质扩散系数.

关键词: Ni-Cu合金 , Ni-Mn合金 , 扩散偶 , Sauer-Freise方法 , 互扩散系数

热拉伸和压缩条件下铸造和锻造 Ni-42Cu 合金的热加工性能

M. ARJMAND , S. M. ABBASI , A. KARIMI TAHERI , A. MOMENI

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64264-4

为了分析铸造和锻造条件下 Ni?42Cu 合金的流变行为和热加工性能，在温度为900~1150°C、应变速率为0.001~1 s?1的条件下对合金进行热变形实验。拉伸实验结果表明，950°C 时铸造和锻造两种合金均出现“热塑性低谷”。因为慢速动态再结晶，铸造合金的热塑性降低更为明显。合金(特别是铸造合金)的热塑性降低、晶界开裂归因于枝晶原子向晶界的偏析。随应变速率的增大，锻造合金的热塑性得到提高，这与高应变速率下动态再结晶分数的增加有关。此结果验证了动态再结晶机理随应变速率而变化。计算得到锻造合金的应变速率敏感性和不稳定参数结果表明，此合金在低温如950~1050°C 和高应变速率(0.1和1 s?1)条件下易发生应变集中。根据拉伸和压缩实验结果，合金获得理想热加工性能的最佳温度为1050~1150°C。

关键词: Ni-Cu合金 , 热塑性 , 力学性能 , 动态再结晶 , 热压缩 , 变形性

过冷度对Ni-Cu合金枝晶偏析影响的相场法模拟

侯超杰 , 靳玉春 , 赵宇宏 , 侯华 , 佟乐乐

中国有色金属学报

采用耦合热扰动的相场模型,对Ni-Cu合金枝晶生长中的枝晶形貌和微观偏析进行计算和分析,并研究过冷度对其凝同过程中溶质分布的影响.结果表明:随着过冷度的增加,二次枝晶变的更发达,枝晶主干变细,一次枝晶干轴对称中心处的溶质浓度升高,一次枝晶干和二次枝晶臂间富集的溶质更多.过冷度越大,固液界面前沿溶质扩散层越薄,枝晶的微观偏析越严重,即溶质微观偏析程度随过冷度的增大而增大.

关键词: Ni-Cu合金 , 相场法 , 过冷度 , 枝晶偏析

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