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溶质表面张力对流模型及其对空间实验的解析

金蔚青 , 潘志雷 , 蔡丽霞 , 刘照华 , 梁歆按

无机材料学报

空间高温实时观察装置（SHITISOI）被用于观察和记录在Li₂B₄O₇溶体中KNbO₃胞状结晶的整个生长过程，并对胞状结晶生长过程中浮力对流和表面张力对流的影响进行了研究．首次观察到空间条件下，Li₂B₄O₇溶体中稳态表面张力对流图像，它呈镜面对称的抛物线状．由于表面张力对流的作用，KNbO₃胞晶生长且充满了整个的溶体．而在地面上，由于浮力抑制表面张力，降低了胞晶在流体中的生长速度，使溶质KNbO₃胞晶在Li₂B₄O₇溶体中分布不均匀，本文还提出了胞状结晶生长理论的模型．这个模型的主要特点是表面张力对流起始于KNbO₃胞晶的界面上；这是由于KNbO₃溶质扩散速率减少而引起的KNbO₃溶质表面张力梯度．本模型的预言和实验所观察的现象吻合得比较好，这说明该理论模型是合理、可靠的．

关键词: KNbO₃胞状结晶的生长 , high temperature solution , surface tension convection , in situ observation , microgravity
material science , electron-microprobe analyses

3Cr2W8V钢热疲劳裂纹长大方式的原位观察

刘剑虹 , 何世禹 , 姚枚

金属学报

在TS-2型台式扫描电子显微镜中,装入自制的微型热疲劳试验装置,观察了3Cr2W8V钢热疲劳裂纹长大过程,结果表明:热疲劳裂纹长大前,主裂纹尖端首先钝化,在其前方出现孔洞或不连续微裂纹,热疲劳裂纹的长大通过主裂纹与孔洞及微裂之间的桥接方式进行。

关键词: 3Cr2W8V钢 , thermal fatigue , crack growth , in situ observation

激光焊接过程中残留液体金属的高速高倍在线观察

温鹏荻崎贤二山本元道

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00591

采用高速摄像机和光学显微镜构成的摄像装置对激光焊接熔池后端的凝固行为进行高速高倍摄像, 详细记录了柱状晶从液态熔池后部析出过程以及残留在已析出柱状晶周围的液体金属的凝固行为. 采用液体Sn急冷将焊接过程中正在凝固的焊缝金属冷冻保存到室温, 并与高速高倍摄像观察到的熔池后端的凝固行为进行了对比分析. 对3种奥氏体不锈钢材料焊缝凝固过程中残留液体金属的存在范围进行了观察和比较.在线观察到的残留液体金属是焊缝金属凝固过程中固/液相共存区间的初始部分,即与熔池相连的较多的液体金属. 针对3种不锈钢材料在线观察到的残留液体金属的存在范围与热裂纹实验获得的热裂纹敏感性有较好的对应关系,为发展一种通过在线观察判断材料凝固热裂纹敏感性的方法提供了实验依据.

关键词: 激光焊接 , solidification cracking , residual liquid metal , in situ observation , quenching

高铌TiAl合金在疲劳蠕变作用下的裂纹萌生及扩展

余龙 , 宋西平 , 张敏 , 李宏良 , 焦泽辉 , 于慧臣

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00346

利用SEM原位观察技术研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750℃疲劳蠕变交互作用下的裂纹萌生及扩展行为,循环实验采用在最大拉应力保载的梯形波.结果表明,裂纹主要在片层团界面萌生,裂纹萌生方式包括蠕变空洞和疲劳微裂纹.片层团界面处的微裂纹先通过吞并蠕变空洞或在裂纹尖端应力集中作用下沿片层团界面进行扩展,然后相互连接长大;当裂纹扩展受到不同取向的片层团界面阻碍时,受阻的裂纹开始沿试样厚度方向扩展,且附近伴随出现垂直于载荷方向的微裂纹;最终受阻的裂纹相互连接直至合金断裂.将实验结果与该合金在相同条件下疲劳变形和蠕变变形的原位观察结果进行了比较.结合实验结果建立了高铌TiAl合金在疲劳蠕变交互作用下裂纹萌生及扩展示意模型.

关键词: TiAl合金 , 疲劳蠕变交互作用 , 原位观察 , 裂纹萌生 , 裂纹扩展

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