非平衡凝固理论的发展

发布时间：2018-12-15 18:45

【摘要】：近年来,非平衡凝固技术迅速发展,但相应的工艺设计仍主要依赖于经验或半定量理论,无法满足当前材料加工过程控制的苛刻要求.经典凝固理论的建立基于诸多假设,如相图的线性液/固相线假设、合金热力学性质的理想稀溶液假设及体系动力学过程的局域平衡假设,其研究对象为模型合金而非实际浓溶液、多元合金等;经典与现实的差距迫切需要突破经典假设的束缚以更好地发挥凝固理论在工艺设计中的指导作用.本文针对单相固溶体合金,介绍了近年来松弛经典假设后凝固理论的发展.阐述了基于理想稀溶液假设的二元合金微观尺度界面动力学、界面稳定性、枝晶生长,以及耦合微观与宏观的全转变动力学理论的发展,阐明了非线性液/固相线的重要作用.针对二元、多元浓溶液合金,介绍了界面动力学、界面稳定性和枝晶生长理论的发展,阐述了组元间互作用的重要性.当前凝固理论发展摒弃了诸多经典假设,缩短了理论研究与实际工业生产的差距,拓宽了凝固理论的应用范围,更准确地描述了非平衡凝固过程,促进了非平衡凝固理论在工业生产中的应用.
[Abstract]:In recent years, non-equilibrium solidification technology has developed rapidly, but the corresponding process design still mainly depends on the experience or semi-quantitative theory, which can not meet the harsh requirements of the current material processing process control. The classical solidification theory is based on many assumptions, such as the linear liquid / solid line assumption of phase diagram, the ideal dilute solution assumption of thermodynamic properties of alloys and the local equilibrium hypothesis of the system dynamics process. The objects of study are model alloys rather than real concentrated solutions, multicomponent alloys and so on. The gap between classic and reality urgently needs to break through the shackles of classical hypotheses in order to give full play to the guiding role of solidification theory in process design. In this paper, the development of solidification theory after relaxation classical hypothesis is introduced for single phase solid solution alloys. The development of micro scale interfacial dynamics, interfacial stability, dendritic growth, coupled micro and macro total transformation kinetics of binary alloys based on ideal dilute solution hypothesis is described. The important role of nonlinear liquid / solid line is illustrated. The development of interfacial kinetics, interfacial stability and dendritic growth theory is introduced for binary and multicomponent concentrated solution alloys. The importance of the interaction between components is expounded. The current development of solidification theory has abandoned many classical assumptions, shortened the gap between theoretical research and practical industrial production, widened the scope of application of solidification theory, and more accurately described the process of nonequilibrium solidification. The application of nonequilibrium solidification theory in industrial production is promoted.
【作者单位】： 西北工业大学凝固技术国家重点实验室;
【基金】：国家杰出青年科学基金(批准号:51125002) 国家重点基础研究发展计划(编号:2011CB610403) 国家自然科学基金(批准号:51431008,51134011,51371149,51101122) 西北工业大学基础研究基金(批准号:JC20120223) 凝固技术国家重点实验室自主课题(编号:92-QZ-2014)资助项目
【分类号】：TG111.4

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本文编号：2381114