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液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn合金组织演变

曹永青 林鑫 汪志太 王理林 黄卫东

液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn合金组织演变

曹永青, 林鑫, 汪志太, 王理林, 黄卫东
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  • 研究了在液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn亚共晶合金的组织演化过程. 结果显示, 熔池从上至下可以分为三个区域: 表层为平行激光扫描方向的α-Ni转向枝晶区; 中部为近乎垂直于熔池底部外延生长的α-Ni柱状晶区; 底部为少量的残留α-Ni初生相和大量的枝晶间(α-Ni+Ni3Sn) 共晶组织. 激光熔凝区组织受原始基材组织的影响很大, 熔池中的α-Ni枝晶生长方向受到了热流方向和枝晶择优取向的双重影响. 与基材中存在的层片状、棒状和少量离异(α-Ni+Ni3Sn)共晶的混合组织相比, 熔池内的共晶组织皆为细小的规则(α-Ni+Ni3Sn)层片状共晶, 皆垂直于熔池底部外延生长, 并且从熔池顶部至底部, 共晶层片间距逐渐增大. 分别应用描述快速枝晶生长的Kurz-Giovanola-Trivedi 模型和描述快速共晶生长的Trivedi-Magnin-Kurz模型对熔池表层凝固界面前沿的过冷度进行估算, 发现熔池表层α-Ni 枝晶和(α-Ni+Ni3Sn)层片共晶的生长过冷度在50.4-112.5 K 之间, 远大于相应深过冷凝固(α-Ni+Ni3Sn) 反常共晶生长的临界过冷度20 K, 这说明文献报道的临界过冷度并不是反常共晶出现的充分条件.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51323008, 51105311, 51271213)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB610402)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2013AA031103)、 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20116102110016)和中国高等学校学科创新引智计划(批准号: 08040)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-30
  • 修回日期:  2014-11-20
  • 刊出日期:  2015-05-05

液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn合金组织演变

  • 1. 西北工业大学, 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51323008, 51105311, 51271213)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB610402)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2013AA031103)、 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20116102110016)和中国高等学校学科创新引智计划(批准号: 08040)资助的课题.

摘要: 研究了在液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn亚共晶合金的组织演化过程. 结果显示, 熔池从上至下可以分为三个区域: 表层为平行激光扫描方向的α-Ni转向枝晶区; 中部为近乎垂直于熔池底部外延生长的α-Ni柱状晶区; 底部为少量的残留α-Ni初生相和大量的枝晶间(α-Ni+Ni3Sn) 共晶组织. 激光熔凝区组织受原始基材组织的影响很大, 熔池中的α-Ni枝晶生长方向受到了热流方向和枝晶择优取向的双重影响. 与基材中存在的层片状、棒状和少量离异(α-Ni+Ni3Sn)共晶的混合组织相比, 熔池内的共晶组织皆为细小的规则(α-Ni+Ni3Sn)层片状共晶, 皆垂直于熔池底部外延生长, 并且从熔池顶部至底部, 共晶层片间距逐渐增大. 分别应用描述快速枝晶生长的Kurz-Giovanola-Trivedi 模型和描述快速共晶生长的Trivedi-Magnin-Kurz模型对熔池表层凝固界面前沿的过冷度进行估算, 发现熔池表层α-Ni 枝晶和(α-Ni+Ni3Sn)层片共晶的生长过冷度在50.4-112.5 K 之间, 远大于相应深过冷凝固(α-Ni+Ni3Sn) 反常共晶生长的临界过冷度20 K, 这说明文献报道的临界过冷度并不是反常共晶出现的充分条件.

English Abstract

参考文献 (31)

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