Ni-Pb微晶的非平衡凝固及异常长大过程研究

发布时间：2019-05-15 09:21

【摘要】：液/固相变和固态转变(晶粒生长)是金属材料加工成形中两个紧密关联的过程。然而,如何建立液/固相变与固态晶粒生长间的本征联系,进而更好地指导材料的设计和制备却有待进一步研究。本文选取Ni-Pb合金为研究对象,通过玻璃熔覆与循环过热相结合的净化方法使合金熔体获得深过冷。借助红外测温技术,运用TEM、SEM、EDS等分析测试手段,深入探究了深过冷Ni-Pb微晶的形成、长大规律及其热稳定性。主要结论如下:1.通过复合净化方法获得过冷度?T=20K-300K范围内的Ni-Pb合金的凝固组织演变规律。当?T80K时,合金的微观组织主要是由发达的树枝晶组成。当80K?T100K时,合金的微观组织从发达的树枝晶渐变为细小的、界面不规则曲面的第一类粒状晶。当100K?T150K时,凝固组织由小过冷第一类粒状晶转变为深过冷树枝晶。当?T150K时,凝固组织由深过冷树枝晶转变为第二类粒状晶,且随过冷度增加,晶粒逐渐细化。2.选取不同过冷试样进行不同温度和时间的退火处理,研究了Ni-Pb合金的正常/异常长大规律,发现了晶粒长大过程的三个阶段:1)缓慢增长阶段2)快速增长阶段3)稳定增长阶段。3.将动态晶界偏析条件下纳米晶粒生长热-动力学模型拓展并应用于Ni-Pb微晶生长的整个过程。通过模型计算及TEM照片的标定证实:晶粒缓慢增长阶段归因于Pb的晶界偏析导致的晶界能降低(即晶界生长驱动力降低);快速增长阶段是由晶界过饱和的Pb原子的团聚及第二相析出导致晶界能的二次增加引起;稳定增长阶段则受控于大量第二相沉淀导致的Zener拖拽。
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【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.15

【参考文献】