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金属学报  2015, Vol. 51 Issue (7): 883-888    DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00469
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Cu-Co-Fe合金雾化合金液滴凝固过程研究*
赵雷1,2,江鸿翔2,AHMAD Tauseef2,赵九洲2()
2 中国科学院金属研究所, 沈阳 110016
STUDY OF SOLIDIFICATION FOR GAS-ATOMIZED DROPLET OF Cu-Co-Fe ALLOY
Lei ZHAO1,2,Hongxiang JIANG2,Tauseef AHMAD2,Jiuzhou ZHAO2()
1 School of Mechanical Engineering, Liaoning Shihua University, Fushun 113001
2 Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016
引用本文:

赵雷,江鸿翔,AHMAD Tauseef,赵九洲. Cu-Co-Fe合金雾化合金液滴凝固过程研究*[J]. 金属学报, 2015, 51(7): 883-888.
Lei ZHAO, Hongxiang JIANG, Tauseef AHMAD, Jiuzhou ZHAO. STUDY OF SOLIDIFICATION FOR GAS-ATOMIZED DROPLET OF Cu-Co-Fe ALLOY[J]. Acta Metall Sin, 2015, 51(7): 883-888.

全文: PDF(2474 KB)   HTML
摘要: 

对Cu-10%Co-10%Fe (质量分数)亚稳液态组元不混溶合金开展了气体雾化快速凝固实验, 制备了富Fe-Co相球形粒子均匀分布于基体Cu的复合粉末, 建立了Cu-Co-Fe合金雾化液滴冷却过程中的温度场、浓度场和液-液相变动力学控制方程, 研发了耦合合金热力学和相变动力学的模拟方法, 模拟分析了Cu-10%Co-10%Fe合金雾化液滴的凝固组织形成过程. 实验和模拟结果表明, 在气体雾化快速凝固条件下, 液-液相变过程中富Fe-Co相液滴Marangoni迁移和Ostwald熟化的影响很弱, 粉末中心绝大部分区域内富Fe-Co相粒子的空间分布均匀. 对于直径小于220 mm的Cu-10%Co-10%Fe合金粉末, 富Fe-Co相粒子的平均半径Ra和数量密度N与雾化粉末直径d之间符合指数关系.

关键词 Cu-Co-Fe合金液相分离快速凝固建模及模拟    
Key wordsCu-Co-Fe alloy    liquid phase decomposition    rapid solidification    modeling and simulation
    
基金资助:*国家自然科学基金项目51271185,51031003和51471173资助
图1  不同直径Cu-10%Co-10%Fe合金粉末的SEM像和数量密度分布
图2  Cu-Co-Fe合金的EDS分析
图3  直径为138 mm的 Cu-Co-Fe雾化液滴中心处温度(T)和冷却速率随时间(t)的变化关系
图4  直径为138 μm的雾化液滴中心处富Fe-Co相液滴的数量密度(N)、形核率(I)和形核驱动力(DG)随时间的变化关系
图5  不同直径雾化液滴中心处富Fe-Co相液滴的平均半径(Ra)随时间的变化关系
图6  直径为138 mm的雾化粉末中富Fe-Co相粒子的平均半径和数量密度随径向位置r变化的曲线
图7  富Fe-Co相液滴的最大形核率Imax随形核阶段冷却速率的关系
图8  富Fe-Co相粒子的平均半径和数量密度随雾化粉末直径(d)变化关系
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