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NbTi合金的主要缺陷及形成机制

付宝全 , 张平祥 , 李金山 , 樊凯 , 郑永健 , 何永胜 , 张奕 , 刘向宏 , 冯勇

稀有金属材料与工程

通过对NbTi超导线材的制备过程中引起断线的典型缺陷表征,分析了NbTi合金中加工流线的形成和溶质再分配导致的富Ti偏析现象以及流线和暗斑的形成机理.结果表明:NbTi合金中的富Ti偏析可用X-Ray透射照片中的呈现的黑斑和木纹表征,其实质是一种通道偏析,为后续改进NbTi合金制备工艺,消除富Ti偏析、提高NbTi合金成分以及组织均匀性奠定基础.

关键词: NbTi , 超导 , Nb不熔块 , 富Ti偏析 , 黑斑 , 木纹 , 通道偏析

垂直定向凝固条件下通道偏析形成过程的数值模拟

韩志强 , 柳百成

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.02.006

建立了描述合金凝固过程热-溶质对流和宏观偏析形成过程的数学模型.模型中耦合求解了凝固过程中质量、动量、能量和溶质守恒方程;同时,基于固液两相区中温度和成分的耦合关系建立了固相分数场的更新方法.利用该模型模拟了底部冷却的二维矩形区域内Fe-C合金凝固过程中通道偏析的形成和发展过程.模拟结果表明,垂直定向凝固条件下通道偏析形成于液相线前沿附近,而不是两相区内部这-结果很好地支持了文献中基于实验观察提出的通道偏析形成机理.

关键词: Fe-C合金 , 定向凝固 , 热-溶质对流 , 通道偏析 , 数值模拟

侧向凝固通道偏析的数值模拟

曹海峰 , 沈厚发 , 柳百成

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.09.004

建立了二元系凝固过程通道偏析形成的数学模型,给出了描述焓与温度及固相分数耦合关系的表达式.在实验验证的基础上,对亚共晶与过共晶成分的NH4Cl-H2O侧向凝固通道偏析的形成位置与生长方向进行了数值模拟研究.模拟计算结果表明,偏析通道起源于糊状区,偏析通道中的富集溶质从糊状区流向液相区.为了维持偏析通道中的液体流动,枝晶间液体可通过糊状区从液相区得到补充.糊状区中富集溶质的流动方向取决于析出溶质的密度.NH4Cl-70%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较小,偏析通道倾斜向上生长,在糊状区上部形成A偏析.NH4Cl-90%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较大,在糊状区下部偏析通道倾斜向下生长.

关键词: 凝固 , 通道偏析 , 数值模拟 , 双扩散对流 , 局部流动

"黑斑"形成机理及判据

董建新 , 张麦仓 , 曾燕屏

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2005.01.001

对多组元复杂体系(尤其是高温合金体系)在凝固过程中形成的通道偏析即黑斑的研究现状进行了评述,包括黑斑的存在方式、影响因素和物理特征等.在此基础上,对黑斑的形成机制、有关黑斑的判据及存在的问题进行了探讨.对多元复杂体系黑斑的准确表征及合理判据提供研究基础.

关键词: 通道偏析 , 黑斑 , 高温合金

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