李海丽
,
赵九洲
,
李中原
,
何杰
金属学报
建立了偏晶合金液--液相变过程中的两相流动模型,
发展了偏晶合金凝固理论模型; 以Al-Pb合金为例,
模拟研究了偏晶合金凝固时的组织演变进程,
考察了流动对凝固组织形成的影响. 结果表明,
对流影响液--液相变的形核特性,
提高凝固界面前沿最高弥散相液滴数量密度、最大液滴半径和最高弥散相
体积分数, 促进宏观偏析组织的形成.
关键词:
液-液相变
,
two-phase fluid flow
,
monotectic alloy
,
modeling
赵九洲
,
胡壮麒
,
L.Ratke
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.01.005
建立了能描述在弥散相液滴形核、扩散长大、碰撞凝并及两液相空间分离等因素共同作用下,偏晶合金液-液相变过程中组织演变过程的数学模型将计算的温度场和浓度场与控制凝固组织演变的动力学方程相耦合,模拟研究了单向冷却条件下Al-Pb合金液-液相变过程中的组织演变过程.结果表明,随着冷却的进行,液-液相变区不断由试样底部向试样顶部推进,直至贯穿整个试样.由于在凝固过程中弥散相液滴进行Marangoni迁移和Stokes运动,试样中的某些部位会出现液滴贫化、过饱和度增加和多次形核现象.
关键词:
偏晶合金
,
液-液相变
,
微观组织演变
,
模拟
张钦霞
,
赵九洲
,
何杰
,
陈桂云
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.09.006
对Al-Pb合金开展了快速定向凝固实验,并根据实际凝固条件模拟计算了合金的组织演变过程.结果表明,当凝固速度不变时,Pb相粒子尺寸及其分布范围随Pb含量的增加而增大;当合金成分不变时,Pb相粒子尺寸及其分布范围随凝固速度的增加而减小.模拟结果与实验数据吻合较好,展现了快速定向凝固条件下Al-Pb合金的凝固组织形成过程.
关键词:
Al-Pb
,
偏晶合金
,
快速定向凝固
,
液-液相变
,
模拟
李海丽
,
赵九洲
,
李中原
,
何杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.09.010
建立了偏晶合金液-液相变过程中的两相流动模型,发展了偏晶合金凝固理论模型;以Al-Pb合金为例,模拟研究了偏晶合金凝固时的组织演变进程,考察了流动对凝同组织形成的影响.结果表明,对流影响液一液相变的形核特性,提高凝固界面前沿最高弥散相液滴数量密度,最大液滴半径和最高弥散相体积分数,促进宏观偏析组织的形成.
关键词:
液-液相变
,
两相流
,
偏晶合金
,
模拟
,
Al-Pb合金
赵九洲
,
李海丽
,
赵雷
金属学报
偏晶合金非常广泛,许多具有重要的工业应用前景,但该类合金具有液态组元不混溶温度区间,当均一的合金熔体冷却进入组元不混溶温度区间时,它分解成两个液相,即发生液-液相变,因此,极易形成偏析严重的组织,这不仅限制了该类合金的制备,也为其凝固理论研究带来极大困难.研究表明,偏晶合金液-液相变过程十分复杂,影响因素众多,尤其是弥散相液滴运动和基体熔体对流使各影响因素相互混淆,致使偏晶合金凝固组织演变过程研究极为困难.综述了弥散相液滴运动和基体熔体对流对偏晶合金液一液相变过程的影响及研究现状.
关键词:
偏晶合金
,
液-液相变
,
对流
,
凝固
何杰
,
李海全
,
兴成尧
,
赵九洲
金属学报
doi:10.3724/SF.J.1037.2009.00489
在Al-Pb二元难混溶合金的基础上添加其它的合金元素Ni,Y和Co,优化设计了新的Al_(82.87)Pb_(2.5)Ni_(4.88)Y<7.8>Co_(1.95)多元难混溶合金.开展了该多元难混溶合金的快速凝固实验,对制备的薄带样品进行了结构表征、热稳定性分析以及显微组织形成的研究.结果表明,合金熔体在快速冷却过程中发生了液-液相分离,生成富Al和富Pb两液相;随后,富Al基体液相发生玻璃转变,形成铝基非晶合金基体,而富Pb液相凝固结晶后以球形晶态粒子形式均匀分布于铝基非晶基体中.研究表明,利用难混溶合金液-液相变原理,通过快速凝固技术可以设计和制备原位球晶粒子/非晶合金基复合材料.
关键词:
多元难混溶合金
,
液-液相变
,
快速凝固
,
非晶复合材料
,
原位球晶粒子
李海丽
,
赵九洲
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00782
建立了偏晶合金连续凝固过程的群体动力学模型,并将其与传热、传质和流场控制方程相藕合,对Al-Pb偏晶合金连续凝固过程进行了模拟,分析了凝固速率、合金成分和熔炼温度等对合金连续凝固组织形成过程的影响.结果表明:凝固速率越大,凝固界面前沿弥散相液滴的形核位置越靠近凝固界面,弥散相液滴的形核率和数量密度越大,平均半径越小,越有利于获得弥散凝固组织;合金Pb含量越高,凝固界面前沿弥散相液滴的形核位置越远离凝固界面,弥散相液滴的形核率越低,平均半径越大,越不利于获得弥散凝固组织.熔炼温度越高,弥散相液滴的数量密度越大,平均半径越小,有利干获得弥散组织;但随熔炼温度提高,液滴的综合运动速度逐渐降低,该速度降为负值时,合金不能实现稳态凝固,导致偏析组织的形成.
关键词:
偏晶合金
,
液-液相变
,
凝固
,
模拟
赵雷
,
赵九洲
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00422
对Ni-Ag偏晶合金开展了喷铸快速凝固实验,获得了富Ag相粒子弥散分布于Ni基体相的复合凝固组织.建立了Ni-Ag偏晶合金喷铸快速凝固过程中组织演变的动力学模型,模拟分析了喷铸Ni-Ag合金凝固组织形成过程.结果表明:在喷铸快速凝固条件下,Ni-Ag合金液-液相变过程中富Ag相液滴的Ostwald粗化作用很弱,初生富Ag相粒子的弥散度主要由液-液相变过程中富Ag相液滴形核率决定,初生富Ag相粒子的数量密度和平均半径与液-液相变过程中富Ag相液滴形核阶段熔体冷却速率间满足N∝T1.8Nuc和∝(T)-0.6Nuc的指数关系.
关键词:
Ni-Ag偏晶合金
,
液-液相变
,
快速凝固
,
喷铸
,
模拟
