半固态条件下球晶生长形态的稳定性

黄卫东¹，林鑫¹，统雷雷¹，赵力宁¹

(1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072)

摘要:采用类金属丁二腈(SCN)和H2O配制的SCN-5%H2O(摩尔分数)透明合金研究了不同过冷度和搅拌速率下半固态球晶生长的形态稳定性.结果表明,随着搅拌速率的提高,球晶形成的孕育期急剧减小.在低搅拌速率下,随着过冷度的提高,球晶形成的孕育期明显减小;而在高搅拌速率下,过冷度的作用并不明显.随着搅拌速率的增大,球晶的固相分数先增加、后减小·当搅拌速率增加到一定值后,球晶组织将完全消失.球一枝转变存在一个临界的过冷度.采用高搅拌速率得到稳定的孤立球晶后停止搅拌并保温,可以发现当过冷度为2.9℃时,球晶可以一直生长到100 μm以上时才失去相对稳定性,并发生球一枝转化;但过冷度为1.9℃时,球晶生长到一定尺寸后将不再长大,而且这个尺寸远远小于100 μm.根据这些生长行为,可以通过控制搅拌速率和过冷度从而优化半固态过程的凝固组织形态.

关键词:半固态; 球晶; 形态稳定性; 过冷度; 搅拌速率;

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