金属学报  2006, Vol. 42 Issue (10): 1025-1030

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单相合金定向凝固的特征尺度和过冷度研究

王琳琳 林 鑫 黄卫东 苏云鹏 李 涛

西北工业大学凝固技术国家重点实验室

Research on the solidification characteristic scale and undercooling during directional solidification of single-phase alloy

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西北工业大学凝固技术国家重点实验室

王琳琳; 林鑫; 黄卫东; 苏云鹏; 李涛 . 单相合金定向凝固的特征尺度和过冷度研究[J]. 金属学报, 2006, 42(10): 1025-1030 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(269 KB)   摘要: 采用透明合金SCN-1.48wt%Salol进行恒速定向凝固实验，考察了一次间距、尖端半径和尖端温度随凝固生长速度变化的规律。通过考察平界面失稳孕育时间和失稳时界面速度的关系获得了平界面失稳的临界速度，从而准确确定了合金成分。实验发现，随着生长速度的增大，一次间距先减小到一个极小值然后又增大一个极大值，随后逐渐下降，呈现S形的变化趋势，并且在从极小值增大到极大值区间发生了胞／枝转变。将实验结果与经典的BH-L模型以及自洽数值模型进行了比较，发现BH-L模型所预言的尖端温度与实验结果存在较大偏差，而所有实验结果与自洽模型得到了较好的吻合。 关键词 ： 定向凝固,  一次间距,  尖端半径,  尖端温度     Abstract：A transparent model alloy, succininitrile-1.48 wt%Salol, was directionally solidified on a temperature gradient stage at the constant velocity. The primary spacing, tip radius and tip temperatures have been measured as a function of growth rate. The critical velocity for planar interface instability Vc was obtained. It is shown that, with the increase of growth velocity, the primary spacing decreases first, go through a local minimum value, and then increases to a local maximum value, finally decrease again. The cell-dendrite transition happens when the primary spacing increases from the local minimum to maximum value. Experimental results were compared to BH-L and self-consistent model. It’s found that the tip temperature predicted by BH-L model shows a large difference with the experimental results, and there shows a good agreement between all experimental results and self-consistent model. Key words： directional solidification    primary spacing    tip radius    tip temperature 收稿日期: 2006-02-24      ZTFLH:  TG24   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 王琳琳 林鑫 黄卫东 苏云鹏 李涛 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2006/V42/I10/1025 [1]Kurz W,Fisher D J.Fundamentals of Solidification.3rd edition,Aedermansdorf,Switzerland:Trans Tech Publications,1992 [2]Huang W D,Shang B L,Zhou Y H.Chin J Aeronaut,1992;13A:376(黄卫东，商宝禄，周尧和．航空学报，1992；13A：376) [3]Huang W D,Shang B L,Zhou Y H.Acta Phys Sin,1991;40:323(黄卫东，商宝禄，周尧和．物理学报，1991；40：323) [4]Burden M H,Hunt J D.J Cryst Growth,1974;22:99 [5]Burden M H,Hunt J D.J Cryst Growth,1974;22:109 [6]Somboonsuk K,Mason J T,Trivedi R.Metall Trans,1984;15A:967 [7]Huang W D.PhD Dissertation,Northwestern Polytechnical University,Xi'an,1989(黄卫东．西北工业大学博士学位论文，西安，1989) [8]Somboonsuk K,Mason J T,Trivedi R.Metall Trans,1984;15A:977 [9]Huang W D,Geng X G,Zhou Y H.J Cryst Growth,1993;134:105 [10]Lin X,Huang W D,Pan Q Y,Ding G L,Xue Y F,Zhou Y H.Acta Metall Sin,1997;33:1140(林鑫，黄卫东，潘清跃，丁国陆，薛玉芳，周尧和．金属学报，1997；33：1140) [11]Lin X,Huang W D,Fen J,Li T,Zhou Y H.Acta Mater,1999;47:3271 [12]Ding G L,Huang W D,Huang X,Lin X,Zhou Y H.Acta Mater,1996;44:3705 [13]Ding G L,Lin X,Huang W D,Zhou Y H.Acta Metall Sin,1995;31:20(丁国陆，林鑫，黄卫东，周尧和．金属学报，1995；31：20) [14]Esaka H,Kurz W.J Cryst Growth,1985;72:578 [15]Lin X,Li Y M,Liu Z X,Li T,Huang W D.Sci Technol Adv Mater,2001;2:293 [16]Lin X.PhD Dissertation,Northwestern Polytechnical University,Xi'an,2000(林鑫．西北工业大学博士学位论文，西安，2000) [17]Huang W D,Ding G L,Zhou Y H.Chin J Mater Res,1995;9:193(黄卫东，丁国陆，周尧和．材料研究学报，1995；9：193) [18]Lin X,Li T,Wang L L,Su Y P,Huang W D.Acta Phys Sin,2004;53:3971(林鑫，李涛，王琳琳，苏云鹏，黄卫东．物理学报，2004；53：3971) [19]Huang W D,Lin X,Li T,Wang L L,Inatomi Y.Acta Phys Sin,2004;53:3978(黄卫东，林鑫，李涛，王琳琳，Inatomi Y．物理学报，2004；53：3978) [20]Mullins W W,Sekerka R F.J Appl Phys,1963;34:323 [21]Mullins W W,Sekerka R F.J Appl Phys,1964;35:444 [22]Ding G L.PhD Dissertation,Northwestern Polytechnical University,Xi'an,1996(丁国陆．西北工业大学博士学位论文，西安，1996) [23]Eshelman M A,Seetharaman V,Trivedi R.Acta Metall,1988;36:1165 [24]Burden M H,Hunt J D.J Cryst Growth,1974;22:109 [25]Laxmanan V.Acta Metall,1985;33:1037 [26]Laxmanan V.J Cryst Growth,1986;75:5733 [1] 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. [2] 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. [3] 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. [4] 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. [5] 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. [6] 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. [7] 张健,王莉,王栋,谢光,卢玉章,申健,楼琅洪. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2019, 55(9): 1077-1094. [8] 许庆彦,杨聪,闫学伟,柳百成. 高温合金涡轮叶片定向凝固过程数值模拟研究进展[J]. 金属学报, 2019, 55(9): 1175-1184. [9] 唐文书,肖俊峰,李永君,张炯,高斯峰,南晴. 再热恢复处理对蠕变损伤定向凝固高温合金γ′相的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(5): 601-610. [10] 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. [11] 杨燕, 杨光昱, 罗时峰, 肖磊, 介万奇. Mg-14.61Gd合金的定向凝固组织及生长取向[J]. 金属学报, 2019, 55(2): 202-212. [12] 金浩, 贾清, 刘荣华, 线全刚, 崔玉友, 徐东生, 杨锐. 籽晶制备及Ti-47Al合金PST晶体取向控制[J]. 金属学报, 2019, 55(12): 1519-1526. [13] 刘林, 孙德建, 黄太文, 张琰斌, 李亚峰, 张军, 傅恒志. 高梯度定向凝固技术及其在高温合金制备中的应用[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 615-626. [14] 李言祥, 刘效邦. 定向凝固多孔金属研究进展[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 727-741. [15] 吴国华, 陈玉狮, 丁文江. 高性能镁合金凝固组织控制研究现状与展望[J]. 金属学报, 2018, 54(5): 637-646. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed