陈亮
,
罗兴宏
金属学报
通过对金属液滴在落管中下落过程中热量散失以及重力水平的计算讨论了落管在微重力研究上的局限性。为了克服落管凝固实验中微重力效应和过冷效应难以区分的问题，本文选取熔点低、发射率低以及比热较高的Al、Cu合金体系来尽量消除熔滴下落过程中的温度差别，采用硅油快淬的凝固方式来对比研究熔滴在落管中下落前后的微观组织。研究结果表明这种实验方式可有效突出微重力效应对合金凝固过程的影响，一定程度上拓展了落管在材料研究上的范围。
关键词:
落管
,
microgravity
,
solidification
,
convection
封少波
,
罗兴宏
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.03.001
利用50 m长落管研究了SRR99镍基单晶高温合金在微重力与重力环境下的枝晶生长行为.采用金相显微镜观察了试样在微重力(微重力试样)和重力(重力试样)下凝固组织的差异,并利用图像分析软件测量了枝晶的一次臂和二次臂的长度及间距.结果表明,微重力试样在下落过程中从未熔部分外延生长的最大长度约为1.7mm,重力试样的最大长度为1.9mm.微重力试样的一次枝晶干粗大,平均间距约为80 μm,而重力试样中存在较多的细小一次枝晶干,一次臂平均间距约为71μm.一次枝晶平均间距在微重力环境下增大20％.微重力试样的二次臂长度较长,且在20～160μm的整个长度范围内较均匀分布；重力试样二次臂长度较短,且集中分布在20 ～80 μm区间内.微重力试样和重力试样的二次枝晶臂平均间距相同,均为17 μm.
关键词:
单晶
,
高温合金
,
微重力
,
枝晶生长
陈亮
,
罗兴宏
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.07.019
通过对金属液滴在落管中下落过程中热量散失及重力水平的计算,讨论了落管在微重力材料研究上的局限性.为了克服落管材料凝固实验中微重力效应和过冷效应难以区分的问题,选取熔点低、发射率低以及比热较高的Al,Cu合金体系以尽量消除熔滴下落过程中的温度差别,采用硅油快淬的凝固方式对比研究了熔滴在落管中下落前后的微观组织.结果表明,这种实验方式可有效突出微重力效应对合金凝固过程的影响,一定程度上拓展了落管在材料研究上的范围.
关键词:
落管
,
微重力
,
凝固
,
对流
胡小强
,
肖纳敏
,
罗兴宏
,
李殿中
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.05.007
采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了含W型10%Cr(质量分数)超超临界钢中δ-铁素体的组织形貌与微观结构.结果表明,δ-铁素体的生成机理与奥氏体化加热温度密切相关.当加热温度较低时,极少量δ-铁素体在原奥氏体晶粒内部优先形核生长,呈针状分布;当加热温度较高时,δ-铁素体在原奥氏体晶界处形核,快速生长,呈多边形分布,转变时发生溶质组元再分配.两种形态的铁素体均明显降低了含W型10%Cr超超临界钢的冲击韧性,但是,针状δ-铁素体降低冲击韧性的幅度远大于多边形δ-铁素体;即使针状δ-铁素体的体积分数极少,也会对钢的力学性能造成极大影响.
关键词:
δ-铁素体
,
超超临界钢
,
微观组织
,
力学性能
刘静
,
罗兴宏
,
胡小强
,
刘实
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00059
结合实验研究和热力学计算对不同间隙元素含量下Ti和Nb微合金化对超纯11％Cr铁素体不锈钢铸态、轧态和焊接热影响区(HAZ)的影响进行了研究和分析.研究结果表明：钢中间隙元素含量在0.0163％时Ti和Nb微合金化效果较好，在相同的轧制工艺下可获得更好的轧态组织，相同焊接工艺条件下HAZ晶粒尺寸也较细小.分析表明：在相同的凝固条件下，随着C和N含量的提高及Ti和Nb的加入，固/液两相区温度区间增大，有助于提高柱状晶前沿过冷度，提高非均质形核几率，进而使得铸态组织中等轴晶比例提高，晶粒尺寸减小.另一方面，随着Ti的加入和N含量的提高，TiN生成区域从固相区提高到固/液两相区，有助于促进高温铁素体的非均质形核.
关键词:
超纯铁素体不锈钢
,
微合金化
,
铸态组织
,
等轴化
,
间隙元素
,
Ti和Nb稳定化
封少波
,
张楠楠
,
罗兴宏
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00037
为研究DZ483合金在凝固过程中的元素偏析行为对糊状区内液相密度的影响, 采用等温凝固结合水淬法对合金进行不同温度下的凝固实验. 利用OM 和SEM观察试样的凝固组织, 利用EDS测量固相和剩余液相的元素含量, 并根据剩余液相的成分计算其密度. 结果表明, DZ483合金的开始凝固温度略低于1335℃, 在1325℃液相中开始析出富含Ta和Ti的MC; W和Co为负偏析元素, Mo, Ta和Ti为正偏析元素, 而 Al和Cr几乎不发生偏析; 剩余液相的密度随温度降低基本呈下降趋势, 但在1325至1315℃之间有所回升. 计算结果表明, 温度对液相密度的影响很小,合金元素的偏析对液相密度的影响占主要地位. 其中, Mo和Ta的偏析导致液相密度增加, 而Ti和W的偏析导致液相密度明显降低. 各合金元素的偏析对密度变化的贡献由大到小顺序为: Ti>Ta>W>Cr>Mo>Al>Co. MC的形成消耗了大量的Ti和Ta, 对合金元素的偏析造成一定的影响, 从而导致液相密度在1325至1315℃ 之间有所增加.
关键词:
镍基高温合金
,
freckle
,
segregation
,
density
胡小强
,
罗兴宏
,
李殿中
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.002
本文研究了G-X12CrMoWVNbN10 1 1钢在700℃长时间等温处理过程中的组织演变.通过DTA曲线,分析得到该钢种在加热和冷却过程中的各相转变温度.采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究不同时间等温处理后的组织.结果表明:M3C型碳化物优先在原奥氏体晶界附近析出,此后,碳化物聚集长大导致出现两相区.随着等温处理时间的增加,两相区的转变量近似以S形规律增加,基体硬度则线性降低.
关键词:
超超临界钢
,
改进型9Cr1Mo钢
,
组织演变
,
碳化物
,
等温处理
封少波
,
张楠楠
,
罗兴宏
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00037
为研究DZ483合金在凝固过程中的元素偏析行为对糊状区内液相密度的影响,采用等温凝固结合水淬法对合金进行不同温度下的凝固实验.利用OM和SEM观察试样的凝固组织,利用EDS测量固相和剩余液相的元素含量,并根据剩余液相的成分计算其密度.结果表明,DZ483合金的开始凝固温度略低于1335℃,在1325℃液相中开始析出富含Ta和Ti的MC;W和Co为负偏析元素,Mo,Ta和Ti为正偏析元素,丽Al和Cr几乎不发生偏析；剩余液相的密度随温度降低基本呈下降趋势,但在1325至1315℃之间有所回升.计算结果表明,温度对液相密度的影响很小,合金元素的偏析对液相密度的影响占主要地位.其中,Mo和Ta的偏析导致液相密度增加,而Ti和W的偏析导致液相密度明显降低.各合金元素的偏析对密度变化的贡献由大到小顺序为:Ti＞Ta＞W＞Cr＞Mo＞Al＞Co.MC的形成消耗了大量的Ti和Ta,对合金元素的偏析造成一定的影响,从而导致液相密度在1325至1315℃之间有所增加.
关键词:
镍基高温合金
,
雀斑
,
偏析
,
密度
罗兴宏
,
晋冬艳
,
任玉虎
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.04.03
单晶合金由于没有晶界缺陷而具有特殊的理化性能,如镍基单晶高温合金是先进航空航天发动机和燃气涡轮发动机关键材料,具有优异的高温使役性能.单晶合金的特色结构决定了它只能通过凝固的方式获得,因而凝固过程对单晶合金的组织结构、成分分布乃至理化性能具有难以磨灭的影响.如以枝晶结构为主要特征的单晶合金中的枝晶结构参数、合金元素的宏观与微观偏析都与凝固过程参数(如凝固速度、温度梯度等)密切相关.研究表明,重力导致的各项效应(如浮力对流、沉降和流体静压等)直接或间接地影响凝固过程参数,并且是导致成分偏析和凝固缺陷的重要原因.但在常规地面条件下由于无法有效去除重力影响,因而难以清晰揭示凝固过程中的重力效应及其作用规律.而在微重力环境中,这一难题将迎刃而解.因此,近些年来国内外一些学者利用空间或模拟微重力环境,对重力对单晶凝固行为的影响及其在缺陷形成中的作用进行了研究.这些研究对于获得良好的单晶凝固组织、避免凝固缺陷的形成,以及提高单晶合金的质量和性能都有着重要的意义.综述了目前国内外微重力下单晶生长研究的相关进展,并对未来研究进行了展望.
关键词:
空间
,
微重力
,
单晶合金
,
晶体生长
,
凝固
,
缺陷
