采用Ni--28\%Sn, Ni--30\%Sn, Ni--33\%Sn和Ni--35\%Sn(质量分数)共4种成分的亚共晶和过共晶合金, 考察了Ni--Sn共晶合金在激光快速熔凝过程中的组织演化过程. 当激光扫描速率较低时, Ni--28\%Sn亚共晶合金和Ni--35\%Sn过共晶合金的熔凝组织主要由细化的初生枝晶(亚共晶合金为α-Ni相, 过共晶合金为Ni3Sn相)和枝晶间共晶(α-Ni+Ni3Sn)组成; 近共晶合金Ni-30%Sn和Ni-33%Sn的熔凝组织基本相似, 熔池从底部到顶部存在柱状共晶团向等轴状共晶团的转变. Ni-Sn亚共晶和过共晶合金熔池底部皆存在少量粗大的残留初生相. 激光快速熔凝后, 相比基材中所存在的层片和棒状共晶的混合组织, 熔池内的共晶组织皆为层片状共晶, 层片间距相比基材明显减小, 并呈现垂直于熔池底部外延生长的特征. 通过对比4种成分合金在不同激光扫描速率下的熔凝组织, 获得了激光快速熔凝条件下 Ni-Sn合金共生生长区的成分范围以及临界激光扫描速率. 应用描述快速枝晶生长的 KGT模型和快速共晶生长的TMK模型对熔凝组织进行了分析, 模型计算结果与实验结果符合良好.
State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072
参考文献
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