金属学报  2011, Vol. 47 Issue (4): 403-409    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00519

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较低剪切速率下过冷熔体非枝晶组织的形成与演化

赵力宁, 林鑫, 黄卫东

西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 西安 710072

FORMATION AND EVOLUTION OF THE NON-DENDRITIC MORPHOLOGY IN UNDERCOOLING MELT WITH LOWER SHEARING RATE

ZHAO Lining, LIN Xin, HUANG Weidong

State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072

赵力宁 林鑫 黄卫东. 较低剪切速率下过冷熔体非枝晶组织的形成与演化[J]. 金属学报, 2011, 47(4): 403-409.
, , . FORMATION AND EVOLUTION OF THE NON-DENDRITIC MORPHOLOGY IN UNDERCOOLING MELT WITH LOWER SHEARING RATE[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(4): 403-409.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(964 KB)   摘要: 采用SCN-5H2O(摩尔分数, \%)透明模型合金研究了较低剪切速率范围内过冷合金熔体中晶体的生长与演化行为. 结果表明, 在较大过冷度下, 存在一个剪切速率阈值, 当熔体剪切速率高于阈值, 晶体能够以球状形态生长; 当剪切速率低于阈值, 晶体以枝晶形态生长. 在较低剪切速率下, 过冷度较大时, 球晶失稳后呈枝晶形态, 过冷度较小时, 球晶失稳后呈玫瑰晶形态. 球晶失稳形成玫瑰晶是由球晶界面扰动胞低速生长过程中尖端发生持续分叉所造成的. 关键词 ： 半固态,  球晶,  枝晶,  玫瑰晶,  形态稳定性     Abstract：With the development of the semisolid metal processing technology, many efforts have been made to understand the relationship of the microstructural evolution with the shear rate and the melt undercooling. The globular and rosette microstructures can be obtained under the different shearing rates and melt undercooling. Since the microstructure evolves rapidly under the general high shearing rate in the previous researches, it is difficult to reveal the formation process of semisolid microstructure in detail. In this work, the evolutions of globular and rosette crystals were studies by using a transparent organic alloy Succinonitrile-5%H2O (molar fraction) with a small shearing rate. It is found that there is a critical value of the shearing rate in the semisolid process above which the morphology of the globular crystal could be stable and below which it would be destabilized to form equiaxed dendrite. In addition, when the interface lost the stability, the globular crystals will evolve to dendrite under a higher melt undercooling and to rosette under a lower undercooling. The continuous splitting of the tip of the perturbation cells in the globular crystal induces the formation of the rosette morphology. Key words： semisolid    globular crystal    dendritic crystal    rosette crystal    morphological stability 收稿日期: 2010-10-06      ZTFLH:  TG244   基金资助: 国家自然科学基金项目50771083和凝固技术国家重点实验室自主研究课题项目02-TZ-2008资助 作者简介: 黄卫东 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 赵力宁 林鑫 黄卫东 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2010.00519      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I4/403 [1] Spencer D B, Mehrabian R, Flemings M C. Metall Trans, 1972; 3A: 1925 [2] Flemings M C. Metall Trans, 1991; 22B: 957 [3] Vogel R A, Cantor B. J Cryst Growth, 1977; 37: 309 [4] Vogel A, Doherty R D, Cantor B. Proc Conf on Solidification and Casting of Metals, Sheffield, 1977, London: Metal Society, 1977: 518 [5] Vogel A. Met Sci, 1978; 12: 576 [6] Molenaar J M M, Salemans F W H C, Katgerman L. J Mater Sci, 1985; 20: 4335 [7] Doherty R D. Met Sci, 1982; 16: 1 [8] Mullis A M. Acta Mater, 1999; 47: 1783 [9] Ji S, Fan Z. Metall Mater Trans, 2002; 33A: 3511 [10] Li T, Huang W D, Lin X. Chin J Nonferrous Met, 2000; 10: 635 (李涛, 黄卫东, 林 鑫. 中国有色金属学报, 2000; 10: 635) [11] Lin X, Li T, Huang W D. Solid State Phenom, 2006; 16–17: 155 [12] Li T, Lin X, Huang W D. Acta Mater, 2006; 54: 481 [13] Ji S, Fan Z, Bevis M J. Mater Sci Eng, 2001; A299: 210 [14] Martinez R A, Flemings M C. Metall Mater Trans, 2005; 36A: 2205 [15] Li T. PhD Thesis, Northwestern Polytechnical Universty, Xi’an, 2003 (李涛. 西北工业大学博士学位论文. 西安, 2003) [16] Bian X F, Wang W M, Li H, Ma J J. The Melt Structure of Metal. Shanghai: ShangHai Jiao Tong University Press, 2003: 39 (边秀房, 王伟民, 李 辉, 马家骥. 金属熔体结构. 上海: 上海交通大学出版社, 2003: 39) [17] Min N B. The Physical Fundamental of Crystal Growth. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1981: 226 (闵乃本. 晶体生长的物理基础. 上海: 上海科学技术出版社, 1981: 226) [1] 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. [2] 姜巨福, 张逸浩, 刘英泽, 王迎, 肖冠菲, 张颖. RAP法制备AlSi7Mg合金半固态坯料研究[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 703-716. [3] 张小丽, 冯丽, 杨彦红, 周亦胄, 刘贵群. 二次枝晶取向对镍基高温合金晶粒竞争生长行为的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(7): 969-978. [4] 孙德建,刘林,黄太文,张家晨,曹凯莉,张军,苏海军,傅恒志. 镍基单晶高温合金叶片模拟件平台处的枝晶生长和取向演化[J]. 金属学报, 2019, 55(5): 619-626. [5] 方辉,薛桦,汤倩玉,张庆宇,潘诗琰,朱鸣芳. 定向凝固糊状区枝晶粗化和二次臂迁移的实验和模拟[J]. 金属学报, 2019, 55(5): 664-672. [6] 谢光, 张少华, 郑伟, 张功, 申健, 卢玉章, 郝红全, 王莉, 楼琅洪, 张健. 大尺寸单晶叶片中小角度晶界的形成与演化[J]. 金属学报, 2019, 55(12): 1527-1536. [7] 陈光, 郑功, 祁志祥, 张锦鹏, 李沛, 成家林, 张中武. 受控凝固及其应用研究进展[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 669-681. [8] 朱鸣芳, 邢丽科, 方辉, 张庆宇, 汤倩玉, 潘诗琰. 合金凝固枝晶粗化的研究进展[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 789-800. [9] 刘政, 陈志平, 陈涛. 坩埚尺寸和电磁频率对半固态A356铝合金浆料流动的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(3): 435-442. [10] 王同敏, 魏晶晶, 王旭东, 姚曼. 合金凝固组织微观模拟研究进展与应用[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 193-203. [11] 王永金, 宋仁伯, 宋仁峰. 9Cr18合金半固态触变压缩变形行为及组织演变[J]. 金属学报, 2018, 54(1): 39-46. [12] 康利梅,杨超,李元元. 半固态烧结法制备高强韧新型双尺度结构钛合金[J]. 金属学报, 2017, 53(4): 440-446. [13] 李青,王资兴,谢树元. 电渣重熔全过程的数学模型开发及过程模拟研究[J]. 金属学报, 2017, 53(4): 494-504. [14] 郭文营,胡小强,马晓平,李殿中. TiN析出相对中碳Cr-Mo耐磨钢凝固组织的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(7): 769-777. [15] 刘政,张嘉艺,罗浩林,邓可月. 混沌对流下的半固态A356铝合金初生相形貌演变研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(2): 177-183. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed