金属学报  1996, Vol. 32 Issue (2): 113-119

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利用Marangoni对流制备均质偏晶合金

冼爱平;张修睦;李忠玉;刘清泉;陈继志;李依依

中国科学院国际材料物理中心;中国科学院金属研究所

PREPARATION OF HOMOGENEITY IMMISCIBLE ALLOY BY MARANGONI CONVECTION

XIAN Aiping; ZHANG Ｘiumu; LI Zhongyu; LIU Qingquan; CHEN Jizhi;LI Yiyi(International Center for Materials Physics; Institute of Metal Research; Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110015)(Institute of Metal Research; Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110015)(Manuscript received 1995-06-06; in revised form 1995-11-07)

冼爱平;张修睦;李忠玉;刘清泉;陈继志;李依依. 利用Marangoni对流制备均质偏晶合金[J]. 金属学报, 1996, 32(2): 113-119.
, , , , , . PREPARATION OF HOMOGENEITY IMMISCIBLE ALLOY BY MARANGONI CONVECTION[J]. Acta Metall Sin, 1996, 32(2): 113-119.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(544 KB)   摘要: 利用温度场下第二相液滴的Ｍａｒａｎｇｏｎｉ运动，设计了一种在地球重力场下制备均质偏晶合金的＂控制铸造＂新技术。在这种技术中，偏晶合金凝固界面前沿的第二相液滴将在重力场下作Ｓｔｏｋｅｓ运动和在温度梯度场下作与重力方向相反的Ｍａｒａｎｇｏｎｉ运动。合成运动的净速度与第二相液滴的尺寸有关：尺寸较小时，液滴以Ｍａｒａｎｇｏｎｉ运动为主；反之则以Ｓｔｏｋｅｓ运动为主。当液滴净速度为零时，第二相液滴生长到一个临界尺寸，控制其动态稳定性，就可能获得第二相粒子均匀分布的偏晶合金。对第二相液滴的临界尺寸进行了估计，它可以表达为对Ａｌ－Ｂｉ和Ａｌ－Ｐｂ偏晶合金控制铸造的初步试验结果表明，Ａｌ基体上第二相Ｐｂ或Ｂｉ的粒子分布与根据上式计算所得的估计在数量级范围大体相当，文中还提出了沉淀孕育期的新概念。 关键词 ： 偏晶合金,  铸造,  凝固,  偏析,  流体物理     Abstract：A new control casting technique was designed for making homogeneity immiscible alloy in earth gravity field by Marangoni migration of the secondary phase drops in the melting alloy under a temperature gradient. In the technique, the droplet of the secondary phase ahead the solid-liquid interface of the melt of the immiscible alloy will make Stokes movement in gravity field and Marangoni movement in the opposite direction of gravity field in temperature gradient field. As a result, the net velocity of the droplets in the melt will be dependent on the size of the droplets. When the size of the droplets is very small,Marangoni movement of the droplets will dominate, otherwise Stokes movement will dominate. When the net velocity is zero, there will be a critical size of the droplet. By controlling the stability of the solidification process, an ingot with uniform distribution of the dropletscan be obtained. The critical size of the secondary phase droplets was estimated by the following equation Solidification test on Al-Bi and Al-Pb alloy showed that the size of the Bi or Pb particles in Al matrix is roughly the same order of magnitude as that obtained by above equation.Finally, a new conception, precipitation incubation period, was suggested in the discussion.(Correspondent. XIAN Aiping. professor, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Scienoes, Shenyang110015) Key words： immiscible alloy    casting    solidification    segregation    fluid physics 收稿日期: 1996-02-18      基金资助:中国科学院和国家自然科学基金 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 冼爱平 张修睦 李忠玉 刘清泉 陈继志 李依依 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y1996/V32/I2/113 1PredelB,RatkeL,FredrikssonH．FluidScienceandMaterialsScienceinSpace,In:WalterHUed,Berlin: Springer,1978:5172RegerJL．MaterialsProcessinginspace．Washington: EarlyExperimentsNASA,19803GellesSH,MarkworthJ．MicrogravityStudiesintheliquidphaseImmiscibleSystemAl-In,15thAJAAConf,losAngeles,1977:774WalterHU．WorkshoponEffectofGravityonSolidificationofImmisciblealloys,Stockholm,ESASP-219,1984;475WalterHU．MicrogravityNewsfromEsa,1994;7:26ZhangXM,XianAP,LiZY,LiuQQ,ChenJZ,LiYY,SecondJapan-ChinaWorkshoponMicrogravityscience,TokyoInstituteofTechnology,1994:177冼爱平,张修睦等.中国专利申请No.94112581．58YoungON,GoldsteinSJ,BlockJM．JFluidMech,1959;6:3509SmithellsCJ,MetalReferenceBook．5thEd,LondonandBoston:BufferWorthsCoLtd,197610McalisterAJ．PhaseDiagramsofBinaryAlloy,ASMUSA,1986:96,14711CamelD,EustathopoulosN,DesreP．ActaMetall,1980;28:23912HultgrenR,DesaiPD,HawkinsDT,GleiserM,KelleyKK．SelectedValuesofThermodynamicpropertiesofBinaryAlloys,MetalsPark,Ohio:AmSocMetals,1973 [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] 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] 侯娟, 代斌斌, 闵师领, 刘慧, 蒋梦蕾, 杨帆. 尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 623-635. [5] 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. [6] 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. [7] 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. [8] 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. [9] 梁琛, 王小娟, 王海鹏. 快速凝固Ti-Al-Nb合金B2相形成机制与显微力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1169-1178. [10] 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. [11] 刘仁慈, 王鹏, 曹如心, 倪明杰, 刘冬, 崔玉友, 杨锐. 700℃热暴露对 β 凝固 γ-TiAl合金表面组织及形貌的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1003-1012. [12] 李闪闪, 陈云, 巩桐兆, 陈星秋, 傅排先, 李殿中. 冷速对高碳铬轴承钢液析碳化物凝固析出机制的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1024-1034. [13] 王春辉, 杨光昱, 阿热达克·阿力玛斯, 李晓刚, 介万奇. 砂型3DP打印参数对ZL205A合金铸造性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 921-931. [14] 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. [15] 孙宝德, 王俊, 康茂东, 汪东红, 董安平, 王飞, 高海燕, 王国祥, 杜大帆. 高温合金超限构件精密铸造技术及发展趋势[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 412-427. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed