金属学报  2011, Vol. 47 Issue (3): 284-290    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00486

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包晶合金定向凝固过程中的对流效应及带状组织形成机制 II.理论分析

骆良顺1,2,傅恒志1,张宇民2,李新中1,苏彦庆1,郭景杰1

1. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院, 哈尔滨 150001 2. 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室, 哈尔滨 150001

CONVECTION EFFECTS AND BANDING STRUCTURE FORMATION MECHANISM DURING DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF PERITECTIC ALLOYS II. Theoretical Analysis

LUO Liangshun1,2, FU Hengzhi1, ZHANG Yumin2, LI Xinzhong 1, SU Yanqing 1, GUO Jingjie 1

1. School of Materials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001 2. National Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Composites in Special Environment, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001

骆良顺 傅恒志 张宇民 李新中 苏彦庆 郭景杰. 包晶合金定向凝固过程中的对流效应及带状组织形成机制 II.理论分析[J]. 金属学报, 2011, 47(3): 284-290.
, , , , , . CONVECTION EFFECTS AND BANDING STRUCTURE FORMATION MECHANISM DURING DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF PERITECTIC ALLOYS
II. Theoretical Analysis[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(3): 284-290.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(2193 KB)   摘要: 本文分别利用纯扩散模型、溶质边界层对流模型和强对流Scheil方程对包晶合金定向凝固过程中的带状组织、宏观偏析的形成规律以及对流效应进行系统研究, 详细讨论了对流对包晶合金定向凝固过程中带状组织和宏观偏析的影响规律. 与Fe--Ni包晶合金定向凝固实验结果进行对比发现, 对流强度参数λ在1.7至2之间时溶质边界层对流模型预测结果与感应加热定向凝固实验结果吻合很好, 说明利用该模型可以预测对流较大条件下包晶合金定向凝固过程中的组织演化和轴向宏观偏析. 关键词 ： 包晶合金,  定向凝固,  对流,  偏析,  溶质边界层对流模型     Abstract：The axial macrosegregation and relevant microstructure evolution of Fe–Ni peritectic alloys directionally solidified under different convection strength were discussed using pure diffusion model, boundary layer convection model and the Scheil equation. Comparing with the experiments of Fe–Ni alloys conducted in resistance heating and induction heatinBridgman system, it was found that the predictions of boundary layer convection model areed well with the experimental results of induction heating drectional solidification when the convection strength parameters lies in the region 1.7<λ≤2, indicating that the model can be used to predict the axial macrosegregation and microstructures evolution of peritectic alloys. Key words： peritectic alloys    directional solidification    convection    egregation    boundary layer convection model 收稿日期: 2010-09-19      ZTFLH:  TG111.4   基金资助: 国家自然科学基金项目50901025和50771041, 中国博士后科学基金项目20090450840以及黑龙江省博士后科学基金项目资助 作者简介: 骆良顺, 男, 1980年生, 助理研究员, 博士 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 骆良顺 傅恒志 张宇民 李新中 苏彦庆 郭景杰 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2010.00486      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I3/284 [1] Kerr H W, Kurz W. Int Mater Rev, 1996; 41: 129 [2] Boettinger W J, Coriell S R, Greer A L, Karma A, Kurz W, Rappaz M, Trivedi R. Acta Mater, 2000; 48: 43 [3] Asta M, Beckermann C, Karma A, Kurz W, Napolitano R, Plapp M, Purdy G, Rappaz M, Trivedi R. Acta Mater, 2009; 57: 941 [4] Trivedi R, Shin J H. Mater Sci Eng, 2005; A413: 288 [5] Trivedi R. Metall Trans, 1995; 26A: 1583 [6] Kurz W, Trivedi R. Metall Trans, 1996; 27A: 625 [7] Mazumder P, Trivedi R, Karma A. Metall Trans, 2000; 31A: 1233 [8] Park J S, Trivedi R. J Crys Growth, 1998; 187: 511 [9] Liu S, Trivedi R. Metall Trans, 2006; 37A: 3293 [10] Trivedi R, Park J S. J Crys Growth, 2002; 235: 572 [11] Dobler S, Lo T S, Plapp M, Karma A, Kurz W. Acta Mater, 2004; 52: 2795 [12] Lo T S, Dobler S, Plapp M, Karma A, Kurz W. Acta Mater, 2003; 51: 599 [13] Su Y Q, Luo L S, Li X Z, Guo J J, Yang H M, Fu H Z. Appl Phys Lett, 2006; 89: 031918 [14] Luo L S, Su Y Q, Guo J J, Li X Z, Yang H M, Fu H Z. Appl Phys Lett, 2008; 92: 061903 [15] Luo L S, Zhang Y M, Su Y Q, Wang X, Guo J J, Fu H Z. Acta Metall Sin, 2010; 47: 275 (骆良顺, 张宇民, 苏彦庆, 王新, 郭景杰, 傅恒志. 金属学报, 2010; 47: 275) [16] Karma A, Rappel W J, Fuh B C, Trivedi R. Metall Trans, 1998; 29A: 1457 [17] Scheil E. Z Metallkd, 1942; 34: 70 [18] Luo L S. PhD Thesis, Harbin Institute of Technology, 2008 (骆良顺. 哈尔滨工业大学博士学位论文, 2008) [19] Li S M, Liu L, Li X L, Fu H Z. Acta Metall Sin, 2004; 40:20 (李双明, 刘林, 李晓历, 傅恒志. 金属学报, 2004; 40: 20) [1] 马德新, 赵运兴, 徐维台, 王富. 重力对高温合金定向凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1279-1290. [2] 张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124. [3] 常松涛, 张芳, 沙玉辉, 左良. 偏析干预下体心立方金属再结晶织构竞争[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1065-1074. [4] 刘继浩, 周健, 武会宾, 马党参, 徐辉霞, 马志俊. 喷射成形M3高速钢偏析成因及凝固机理[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 599-610. [5] 张利民, 李宁, 朱龙飞, 殷鹏飞, 王建元, 吴宏景. 交流电脉冲对过共晶Al-Si合金中初生Si相偏析的作用机制[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1624-1632. [6] 苏震奇, 张丛江, 袁笑坦, 胡兴金, 芦可可, 任维丽, 丁彪, 郑天祥, 沈喆, 钟云波, 王晖, 王秋良. 纵向静磁场下单晶高温合金定向凝固籽晶回熔界面杂晶的形成与演化[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1568-1580. [7] 陈学双, 黄兴民, 刘俊杰, 吕超, 张娟. 一种含富锰偏析带的热轧临界退火中锰钢的组织调控及强化机制[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1448-1456. [8] 李彦强, 赵九洲, 江鸿翔, 何杰. Pb-Al合金定向凝固组织形成过程[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1072-1082. [9] 郭东伟, 郭坤辉, 张福利, 张飞, 曹江海, 侯自兵. 基于二次枝晶间距变化特征的连铸方坯CET位置判断新方法[J]. 金属学报, 2022, 58(6): 827-836. [10] 李亚敏, 张瑶瑶, 赵旺, 周生睿, 刘洪军. Cu对Inconel 718合金Nb偏析影响机理的第一性原理研究[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 241-249. [11] 陈瑞润, 陈德志, 王琪, 王墅, 周哲丞, 丁宏升, 傅恒志. Nb-Si基超高温合金及其定向凝固工艺的研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(9): 1141-1154. [12] 冯苗苗, 张红伟, 邵景霞, 李铁, 雷洪, 王强. 耦合热力学相变路径预测Fe-C包晶合金宏观偏析[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 1057-1072. [13] 郭中傲, 彭治强, 柳前, 侯自兵. 高碳钢连铸坯大区域C元素分布不均匀度[J]. 金属学报, 2021, 57(12): 1595-1606. [14] 张壮, 李海洋, 周蕾, 刘华松, 唐海燕, 张家泉. 齿轮钢铸态点状偏析及其在热轧棒材中的演变[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1281-1290. [15] 张勇, 李鑫旭, 韦康, 韦建环, 王涛, 贾崇林, 李钊, 马宗青. 三联熔炼GH4169合金大规格铸锭与棒材元素偏析行为[J]. 金属学报, 2020, 56(8): 1123-1132. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed