氩气雾化Ti-48Al合金液滴的快速冷却和凝固组织

鲍颖^1,2，骆琳¹，俞泽民¹，杨冬野²，刘娜³，张国庆³，孙剑飞²

1. 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院2. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院3. 中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室

摘 要：为研究氩气雾化过程中Ti-48Al（原子分数/%）合金液滴的形核和晶粒生长形式,分析液滴冷却过程的温度变化。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电子背散射衍射观察粉末的组织形貌,并基于观察建立了初始形核数量、固/液界面速率、冷却速率和液滴直径之间的牛顿冷却模型。结果表明:随着粉末尺寸的增加,初始形核数量呈指数增加,晶核生长时固/液界面从双曲面形式转变为同心圆形式;利用模型数值计算发现,雾化液滴纯液相急剧冷却,冷却速率约为105～106 K·s-1。液滴进入再辉阶段后,温度快速上升后平缓下降,固相冷却阶段冷却速率约为105 K·s-1。

关键词：钛铝合金;气雾化;快速凝固;微观组织;形核;冷却速率;