快速凝固與新材料

1、快速凝固（技術(shù)）和新型合金（材料）是一個(gè)既充滿創(chuàng)造和快速凝固（技術(shù)）和新型合金（材料）是一個(gè)既充滿創(chuàng)造和發(fā)展的機(jī)會(huì)又具有嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的研究領(lǐng)域，雖然在這一領(lǐng)域中發(fā)展的機(jī)會(huì)又具有嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的研究領(lǐng)域，雖然在這一領(lǐng)域中已經(jīng)取得了許多令人鼓舞的成果并正在得到廣泛應(yīng)用。已經(jīng)取得了許多令人鼓舞的成果并正在得到廣泛應(yīng)用?？焖倌坦に囘€不夠完善；快速凝固工藝還不夠完善；還沒有形成系統(tǒng)、完整的快速凝固理論；還沒有形成系統(tǒng)、完整的快速凝固理論；新型快速凝固合金的性能還需要進(jìn)一步提高；新型快速凝固合金的性能還需要進(jìn)一步提高；快速凝固技術(shù)和新型合金的研究發(fā)展還不平衡?？焖倌碳夹g(shù)和新型合金的研究發(fā)展還不平衡。冷卻條件冷卻

2、條件 冷卻速率冷卻速率/(KS -1)組織特征組織特征工業(yè)冷卻速工業(yè)冷卻速率率砂型鑄件和鑄砂型鑄件和鑄錠錠 10-3-100平衡條件的晶粒組織平衡條件的晶粒組織,如粗如粗樹枝晶樹枝晶,共晶和其他結(jié)構(gòu)。共晶和其他結(jié)構(gòu)。中等冷卻速中等冷卻速率率薄帶，模鑄件，薄帶，模鑄件，普通霧化粉末普通霧化粉末精細(xì)顯微結(jié)構(gòu)精細(xì)顯微結(jié)構(gòu),如細(xì)樹枝晶如細(xì)樹枝晶,共晶和其他結(jié)構(gòu)。共晶和其他結(jié)構(gòu)?？焖倌炭焖倌天F化細(xì)粉、噴霧化細(xì)粉、噴霧沉積、電子霧沉積、電子束或激光玻璃束或激光玻璃化處理化處理特殊顯微結(jié)構(gòu)特殊顯微結(jié)構(gòu),如擴(kuò)大固溶如擴(kuò)大固溶度，微晶結(jié)構(gòu)，亞穩(wěn)結(jié)晶度，微晶結(jié)構(gòu)，亞穩(wěn)結(jié)晶相，非晶結(jié)構(gòu)。相，非晶結(jié)構(gòu)。流體霧化法

3、流體霧化法霧化技術(shù)霧化技術(shù)離心霧化法離心霧化法機(jī)械霧化法機(jī)械霧化法模冷技術(shù)槍法雙活塞法熔體旋轉(zhuǎn)法平面流鑄造法表面熔化與沉積技木熔體提取法急冷模法*lC 快速凝固的熱力學(xué)基礎(chǔ)快速凝固的熱力學(xué)基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)右圖所示合金，定向?qū)?yīng)右圖所示合金，定向凝固過程中凝固界面溫度凝固過程中凝固界面溫度隨凝固速率的變化及其對(duì)隨凝固速率的變化及其對(duì)應(yīng)情況，現(xiàn)行穩(wěn)定分析表應(yīng)情況，現(xiàn)行穩(wěn)定分析表明，在下述生長速率范圍明，在下述生長速率范圍內(nèi)，凝固界面將變得不穩(wěn)內(nèi)，凝固界面將變得不穩(wěn)定定 其下限通常稱為臨界其下限通常稱為臨界生長速率生長速率Rc,而上限則稱為而上限則稱為絕對(duì)穩(wěn)定性生長速率極限絕對(duì)穩(wěn)定性生長速率極限Ras.在這

4、兩個(gè)生長速率之在這兩個(gè)生長速率之間，凝固形態(tài)是由溶質(zhì)擴(kuò)間，凝固形態(tài)是由溶質(zhì)擴(kuò)散過程和界面張力共同決散過程和界面張力共同決定的，凝固界面形態(tài)隨上定的，凝固界面形態(tài)隨上漲速率發(fā)生從包晶向枝晶漲速率發(fā)生從包晶向枝晶再到包晶的變化。而在此再到包晶的變化。而在此區(qū)間之外凝固界面呈平面區(qū)間之外凝固界面呈平面狀。在低速下的包晶和枝狀。在低速下的包晶和枝晶生長過程中，溶質(zhì)擴(kuò)散晶生長過程中，溶質(zhì)擴(kuò)散場引起的成分過冷起主要場引起的成分過冷起主要作用；在高速下，枝晶間作用；在高速下，枝晶間距及枝晶尖端半徑均減小，距及枝晶尖端半徑均減小，曲率半徑變成控制因素。曲率半徑變成控制因素。小的尖端半徑限制了枝晶，小的尖端半徑限制了枝晶，乃至包晶的形成，可能獲乃至包晶的形成