陈福义
,
介万奇
中国有色金属学报
使用DTA和LMC定向凝固淬火技术分别确定了Al-Cu-Zn合金富铝角的液相面和固/液界面溶质分凝因数.基于一维平板模型的枝晶几何形状描述, 使用数值模型计算了Al-1.5Cu-3Zn合金凝固过程中的液相浓度和平衡温度.发现在平衡凝固条件下, 液相在α相区内结束凝固, Scheil非平衡凝固条件下的凝固过程在单变量线上结束, 样品中初生晶相的含量为97.4%, 非平衡共晶含量为2.6%; 同时分析了液相混合条件对凝固路径的影响.
关键词:
Al-Cu-Zn合金
,
凝固路径
,
相图
,
数值模型
刘俊涛
,
张永安
,
李锡武
,
李志辉
,
熊柏青
,
张济山
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.6.001
采用相图计算的方法对Al-Zn-Mg-Cu系合金进行凝固路径、相分数的热力学计算模拟,并通过DSC,XRD和SEM手段进行实验验证.结果表明,Al-9.5Zn-2.0Mg-1.7Cu合金中由α(Al)、η(MgZn2)相、Al7Cu2 Fe和少量的θ(Al2Cu)组成,非平衡凝固路径的计算与实验结果相符合;Zn,Mg和Cu含量分别为9.5％,2.0％和1.7％(质量分数,下同)时,其η(MgZn2)相分数达到11.1％;可以将Cu/Mg=1作为合金设计时能否形成一定量θ(Al2Cu)的判据.
关键词:
热力学计算
,
析出相
,
凝固路径
,
CALPHAD
闫二虎
,
孙立贤
,
徐芬
,
徐达鸣
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00492
采用微观偏析统一模型并耦合Thermo-Calc研究了Al-6.32Cu-25.13Mg (质量分数, %)合金在不同冷却速率Rf和固相反扩散系数Φ下的凝固路径. 结果表明: 冷却速率对合金的凝固路径影响较小, 即不同冷却速率下合金的凝固路径均为: (L+α)→(L+α+T)→(L+α+β+T); 固相反扩散系数对合金的凝固路径影响较大, 当Φ由0逐渐增大至1时, 合金的凝固路径由(L+α)→(L+α+T)→(L+α+β+T)逐渐过渡为(L+α)→(L+α+T); 随着Rf的降低, 显微组织中初生相体积分数Vα基本不变, 两相共晶体积分数V2E增大而三相共晶体积分数V3E减少, 上述参数满足: V2E=-2.5lgRf+64.9, V3E=2.5lgRf+22.12, Φ的增加使得显微组织中的Vα和V2E变大而V3E变小. 结合实验研究了Al-6.32Cu-25.13Mg合金在上述不同冷却速率下的凝固路径及各相体积分数, 结果显示, 实验结果与模拟结果吻合较好.
关键词:
Al-Cu-Mg三元共晶合金
,
凝固路径
,
微观偏析统一模型
,
Thermo-Calc
谢玉
,
张燕
,
陈荣石
,
韩恩厚
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.11.020
采用SEM,EDS和XRD研究了几种Mg-Al-Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系.结果表明,Mg-Al-Zn合金的相组成与Zn/Al质量比有关;随着Zn/Al比值的增加,第二相γ Mg_(17)Al_(12)的数量减少,逐渐被φ-Mg_(21)(Zn,Al)_(17)取代,直至完全消失.通过搜集合金中町能存在的各相的热力学模型,运用Pandat热力学计算软件平台,计算并比较了平衡和非平衡(Scheil模型及金属型铸造)条件下合金的成分、相组成与凝固路径的关系.结果表明,金属型铸造的凝固过程偏离平衡凝固过程,Scheil模饿很好地解释了大多数合金铸造组织的相组成;但是由于Scheil模型不考虑有同相作为反应物参与的包晶反应,对ZA65合金凝固路径和相组成的预测结果与实际铸造组织的柑组成不符.
关键词:
Mg-Al-Zn合金
,
相平衡热力学
,
显微组织
,
凝固路径
赵光伟
,
李新中
,
徐达鸣
,
傅恒志
,
杜勇
,
贺跃辉
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00195
基于合金枝晶凝固微观偏析统一模型,导出一种新的描述三元合金单相凝固路径的解析模型.该模型具有统一性,不仅可涵盖平衡、非平衡和准平衡3种极限凝固路径模式,而且可考虑任意凝固相的反扩散、冷速和枝晶几何形貌等因素的影响.通过对Al-1.0Cu-6.3Mg,Al-1.49Si-0.64Mg和Al-1.49Si-2.90Mg(质量分数,％)合金在不同凝固反扩散条件下凝固路径的实例计算,证明了本文三元合金单相凝固路径统一解析模型与算法的可行性.
关键词:
三元合金
,
凝固路径
,
微观偏析
,
解析模型
刘少军
,
杨光昱
,
介万奇
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00512
采用实验和数值计算方法,研究了Mg-4.58Zn-2.6Gd三元铸造镁合金的自由凝固路径选择.实验结果表明,当铸型冷却速率≤0.75 K/s时,合金首先生成的共晶为α(Mg)+W(Mg3Zn3Gd2);当铸型冷却速率≥7.71 K/s时,合金首先生成的共晶为α(Mg)+I(Mg3Zn6Gd).建立了综合考虑合金液相扩散和冷却速率因素的多元合金初生相凝固路径计算模型.耦合热力学计算软件Thermo-Calc及其数据库获得了Mg-4.58Zn-2.6Gd合金凝固路径计算所需的热力学数据,发现计算结果与实验结果吻合良好.
关键词:
Mg-Zn-Gd三元镁合金
,
凝固路径
,
冷却速率
,
计算模型
闫二虎
,
孙立贤
,
徐芬
,
徐达鸣
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00492
采用微观偏析统一模型并耦合Thermo-Calc研究了Al-6.32Cu-25.13Mg(质量分数,％)合金在不同冷却速率Rf和固相反扩散系数Φ下的凝同路径.结果表明:冷却速率对合金的凝固路径影响较小,即不同冷却速率下合金的凝固路径均为:(L+α→(L+α+T)→(L+α+β+T);固相反扩散系数对合金的凝固路径影响较大,当Φ由0逐渐增大至1时,合金的凝固路径由(L+α)→(L+α+T)→(L+α+β+T)逐渐过渡为(L+α)→(L+α+T);随着Rf的降低,显微组织中初生相体积分数Vα基本不变,两相共晶体积分数V2E增大而三相共晶体积分数V3E减少,上述参数满足:C2E=-2.5lgRf+64.9,V3E=2.5lgRf-22.12,Φ的增加使得显微组织中的Vα和V2E变大而V3E变小.结合实验研究了Al-6.32Cu-25.13Mg合金在上述不同冷却速率下的凝固路径及各相体积分数,结果显示,实验结果与模拟结果吻合较好.
关键词:
Al-Cu-Mg三元共晶合金
,
凝固路径
,
微观偏析统一模型
,
Thermo-Calc
李再久
,
田娟娟
,
朱绍武
,
陈家林
,
金青林
,
谢明
贵金属
采用扫描电子显微镜、能谱仪以及X射线衍射等技术，对Ag-18Cu-30Zn-2Ni合金的铸态组织、相组成及结构进行了分析。结果表明，合金主要由白色基体、细小片层状共晶胞及直径为2~6μm的黑色颗粒相组成；铸态合金的物相组成为面心立方(fcc)晶格结构的Ag基固溶体相、灰色层状共晶相(Ag+Cu64Zn36)及简单立方(sc)晶格结构的近球形黑色颗粒 Cu2NiZn 相；AgCuZnNi 合金的平衡凝固路径为：L→L+γ→(L+α1)+γ→((α2+β)+α1)+γ。
关键词:
金属材料
,
AgCuZnNi合金
,
显微组织
,
相结构
,
凝固路径
赵光伟
,
叶喜葱
,
黄才华
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201609018
基于两种热力学数据获取方法(直接耦合 Thermo-Calc 相图计算法与调用拟合函数法)对Al-4Cu-6Si合金的凝固路径进行数值计算；为验证这两种方法的正确性,选取 Al-15．05Cu-6．17Si合金进行凝固试验,并将试验结果与计算结果进行对比.结果表明：Al-4Cu-6Si 合金的凝固路径分为三个阶段,即L＋α→ L＋α＋Si → L＋α＋θ＋Si；耦合Thermo-Calc相图计算法计算得到的初生相、两相共晶、三相共晶的体积分数分别为50．813％,37．234％,11．953％,调用拟合函数法的计算结果分别为50．809％,38．000％,11．191％；两种方法的计算精度比较接近,但调用拟合函数法的计算效率更高,运行时间仅为直接耦合Thermo-Calc相图计算法的1．21％；Al-15．05Cu-6．17Si合金的凝固试验验证了采用这两种热力学数据获取方法进行凝固路径计算的正确性.
关键词:
凝固路径
,
铝铜硅合金
,
三元共晶合金
,
计算效率
刘永刚
,
陈光
,
孙国雄
中国有色金属学报
通过对Al-4.5%Cu合金铸锭显微偏析形成的数值模拟,研究了凝固路径对凝固后铸锭不同位置处显微偏析参数的影响.在显微偏析模型中考虑了树枝晶粗化、固相溶质逆扩散、枝晶尖端过冷、随温度变化的溶质扩散系数等影响显微偏析形成的动力学因素.数值方法中采用变网格技术跟踪移动界面,通过迭代求解溶质扩散方程和溶质守恒方程计算显微偏析参数.结果表明,对于Al-Cu合金,固相扩散主要由溶质扩散速率控制,而非局部凝固时间.显微偏析参数不仅取决于局部凝固时间,还要考虑凝固路径的影响.
关键词:
凝固路径
,
显微偏析
,
数值模拟
