Cu-Co亚稳态难混溶合金快速凝固

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	Cu-Co亚稳态难混溶合金快速凝固
	高玲玲
学位类型	硕士
导师	赵九洲
	2006-06-19
学位授予单位	中国科学院金属研究所
学位授予地点	金属研究所
学位专业	材料加工工程
关键词	亚稳态难混溶合金快速凝固微观组织演变亚稳液-液相变动力学数值模拟亚稳液态组元不混溶温度区间
摘要	本论文采用实验研究与数值模拟相结合的方法，以Cu-Co亚稳态难混溶合金为研究对象，探讨了快速凝固条件下的亚稳液-液相变过程中的微观组织演变及形成机理。对Cu-Co合金进行落管及高压气体雾化的快速凝固实验，分析了粉末尺寸、合金成分、两液相之间界面能及富Co相粒子与凝固界面的相互作用等对凝固组织的影响。结果表明，液滴尺寸越小，冷却速度越快，过冷度越大，越容易发生液-液相变，凝固后富Co相粒子的弥散度越高。合金成分越接近于亚稳液态组元不混溶温度区间的临界成分，合金熔体越容易过冷进入亚稳液态组元不混溶区，凝固组织中富Co相粒子的平均半径越大。亚稳液-液相变过程中富Co相液滴不能在液滴表面发生异质形核，只能在液滴内部形核。形核后富Co相液滴在温度梯度作用下向液滴中心高温区做Marangoni迁移，最终导致在粉末表面形成一贫Co层。在凝固过程中，固/液界面前沿的富Co相粒子被凝固界面所排斥，使得最终富Co相粒子主要分布在基体相晶界处。在群体动力学方法的基础上，根据Cu-Co亚稳态难混溶合金液-液相变特点及其相关的热力学数据，发展了原有液-液相变理论模型，建立了能描述在弥散相液滴的形核、扩散长大、Marangoni迁移等共同作用下Cu-Co亚稳态难混溶合金液-液相变的微观组织演变过程的液-液相变动力学方程。该模型考虑弥散相体积分数及弥散相液滴与凝固界面的相互作用对液-液相变组织演变过程的影响。将所建模型与雾化液滴冷却过程中的温度场与浓度场控制方程相耦合，模拟计算了在上述因素共同作用下，亚稳难混溶合金熔体过冷进入亚稳液态组元不混溶温度区间内的微观组织演变。探讨了冷却速度、合金成分及Marangoni迁移等因素对凝固组织的影响，将理论预测与实验结果进行了对比分析。模拟结果与实验结果符合得较好。
页数	78
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16970
专题	中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	高玲玲. Cu-Co亚稳态难混溶合金快速凝固[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006.