ZnCu包晶合金定向凝固组织演化I.实验现象及分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第39卷第8期仓属学玫Vl01．39NO．82003年8月831—837页ACTAMETALLURGICASINICAAug．2003PP．831——837Zn-Cu包晶合金定向凝固组织演化实验现象及分析王猛林鑫苏云鹏沈淑娟黄卫东(N：ILT：~大学凝固技术国家重点实验室，西安710072)摘要对亚包晶、过包晶以及接近包晶点成分的Zn-Cu二元合金进行了定向凝固实验，研究其在45K／ram的温度梯度以及2—-6400m／s凝固速度下的组织选择及演化规律，发现Zn-2％Cu的低速凝固组织为77相单相生长，高速下为

2、77相胞晶+胞晶间￡相的组织；Zn-2．7％Cu，Zn-3％Cu以及Zn-4％Cu的低速凝固组织为77相基体+￡相定向枝晶，高速凝固组织为77相胞晶+￡相等轴晶．基于最高界面生长温度判据，在充分形核假设下对凝固过程中的相选择规律进行了分析，并与实验结果较好的吻合．关键词Zn-Cu包晶合金，定向凝固，组织及相选择中图法分类号TG244文献标识码A文章编号0412—1961(2003)08—0831—07MICR0STRUCTUREEV0LUT10NINUNIDIRECT10N．ALLYS0LIDIFIEDZn—CuPERITECTICALL0YI．Experi

3、mentandAnalysiswANGMeng。LINXin．SUYunpeng．SHENShujuanHUANGweidon~StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072Co~spondent：ⅣGMeng，Tel：口29j8494OOI，Fax：rD29j84923，．巨1．mail：cgs@nwpu．edu．cnSupportedbyⅣ0tionafScience礼drDistinguishedYoungSchol

4、arsofChinaGrant(No．59825108)andNationafNatufafScienceFoundationofChina(No．50201012)Manuscriptreceived2002—11—03．inrevisedform2003—01—17ABSTRACTZn—Cualloyswithhyperperitectic．hypoperitecticandnea~rperitecticpointcompo-sitionswereunidirectionallvsolidifiedundertemperaturegradientof45

5、K／mmandwithgrowthraterangefrom2#m／sto6400#m／s．ItisfoundthatthetypicalstructureforZn-2％Cuiscomposedbysinglephase叼underlowsolidificationvelocityand叼cellularwithintercellularEphaseunderhighersolidificationvelocity，andthetypicalstructureforsampleswithhigherCucompositionisMignedEdendrit

6、icinmatrixof卵underlowersolidificationvelocityand卵cellularwithEequiaxieddendriticunderhighersolidificationvelocity．Phaseselectionofthesolidifiedsampleswascalculatedbasedonthecriterionofthehighestinterfacegrowthtemperaturewiththeassumptionofabundantnucl~ationconditions，andthereasonab

7、leaccordancebetweenthecalculatedandexperimentalresultsWasachieved．KEYWoRDSZn—Cuperitecticalloy，unidirectionalsolidification，microstructureandphaseselection随着材料科学的发展，包晶合金材料以其优异的性能包晶凝固都是在非平衡凝固条件下进行的，除包晶相包覆为人们所关注[1】．平衡凝固理论认为，具备包晶成分的合初生相胞枝晶以外，还可能形成稳定或亚稳相单相枝晶、金凝固后将形成包晶相包覆初生相生长的组织．但通常的第二

8、相在初生相基体中弥散分布、垂直于生长方向的带状结构以