历长云
,
崔红保
,
王狂飞
,
米国发
,
吴士平
,
郭景杰
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
在立式离心场下和重力场下对石墨型钛合金铸件在铸造过程的充填及凝固情况进行研究.结果表明:在立式离心场下钛合金熔体的铸造性能好,其流动性和充填性得到很大改善;尤其对3 mm壁厚薄壁件,在重力场下由于充填阻力大于充填力,合金熔体无法完全充填铸型,而在离心场下可以实现全部充填,且最小壁厚可达到0.3 mm.此外,离心场下由于离心力和科氏力的共同作用,铸件的缺陷明显减少,且随铸型转速的增加而不断减小.
关键词:
立式离心场
,
钛合金
,
充填
,
凝固
,
铸造性能
崔红保
,
郭景杰
,
苏彦庆
,
吴士平
,
李新中
,
傅恒志
金属学报
采用计算效率和计算精度较高的Fourier变换谱分析方法求解Cahn-Hilliard相场方
程, 并耦合热力学数据, 对Cu-Pb过偏晶合金在等温情况下液相分离过程中的颗粒生长
和Ostwald 熟化进行了模拟研究. 结果表明, 合金体系中两液相区中的第二
相颗粒生长和Ostwald 熟化过程可以通过调节能量梯度系数和迁移率系数实现.
在过饱和基体中第二相单个颗粒生长的计算结果表明, 颗粒生长的扩散过程主要是系
统自由能作用的结果, 能量梯度系数γ对颗粒与基体之间的浓度梯度起调节作用.
随着γ的减小, 两液相之间的浓度梯度增大, 颗粒轮廓线的斜率增加. 颗粒半径
的生长速率与经典的Zener理论良好吻合. 模拟了Cu-Pb过偏晶合金不混溶区析出第二
相颗粒半径的分布情况, 随着粗化过程的进行, 归一化颗粒半径的尺寸分布峰值由初始
的小于平均尺寸逐渐向平均尺寸靠近, 且最终超过平均尺寸。
关键词:
Cu--Pb过偏晶合金
,
null
,
null
苏彦庆
,
郭景杰
,
贾均
,
丁宏升
,
崔红保
,
柳松青
稀有金属材料与工程
对TiAl合金涡轮的立式离心熔模陶瓷型壳精密铸造进行了研究,合金熔配设备为水冷铜坩埚真空感应熔化炉.首先研究了TiAl合金铸造时的尺寸收缩问题,结果表明1600℃浇注时,合金的收缩率为1.32%,随着浇注温度的提高凝固收缩率显著提高.从合金熔体立式离心力场下充型模式方面考虑,涡轮浇注工艺应采用类似于重力充型的底注式较好.TiAl合金涡轮离心浇注内部组织致密、无气孔,存在的主要问题是欠浇缺陷,迎流面充型较弱.可以从提高离心转速和浇注温度两方面解决欠浇缺陷,但离心转速提高带来的安全隐患以及提高浇注温度带来的粘砂问题还需进一步研究.
关键词:
TiAl基合金
,
涡轮
,
熔模型壳
,
离心铸造
历长云
,
崔红保
,
许磊
,
王狂飞
,
吴士平
,
傅恒志
材料科学与工艺
本文通过数值模拟方式研究了不同铸造工艺参数对立式离心场下钛合金熔体充填过程的影响,数值模拟结果显示铸型旋转方向直接影响合金熔体的充填顺序,进而影响其凝固顺序及缺陷形成.在给定的转速范围内,钛合金熔体的充填时间随铸型转速的增加而减小,因此,转速的增加有利于加快合金熔体充填速度,使合金熔体在较短的时间内迅速充填型腔.同时熔体的过热度及铸型温度的增加有利于合金熔体的快速充填.
关键词:
钛合金
,
立式离心场
,
数值模拟
,
旋转方向
王艳丽
,
郭学锋
,
黄丹
,
王英
,
崔红保
材料导报
快速凝固技术是开发新型镁合金材料、扩展镁合金在工程材料中应用的重要且具有发展前途的制备技术.从镁合金快速凝固的基本原理工艺,以及所获得的快速凝固镁合金的组织及性能特征等方面,阐述了现阶段镁合金快速凝固的研究现状;分析了快速凝固镁合金的主要强化机理及其与常规合金的区别,并就存在的问题进行了总结.
关键词:
快速凝固
,
镁合金
,
组织
,
强化机制
崔红保
,
郭景杰
,
毕维生
,
苏彦庆
,
吴士平
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.12.005
应用高温度梯度的方法,研究了在定向凝固条件下温度梯度与凝固速率的比值G/R对Al-17.5%In(质量分数)合金凝固组织的影响.结果表明,偏晶合金的定向凝固与共晶合金定向凝固的生长规律类似.在高温度梯度下,仅在很低的生长速度时才能形成二相有序排列的共生.在偏晶合金定向凝固进入稳态生长以后,在各自的相凝固前沿富集了另一相的溶质,由于两相的层间距不大,长大过程中的横向扩散占主导地位.随着生长速度的增大或温度梯度的降低,Al-17.5%In合金定向凝固组织从纤维结构到周期性或规则排列的串状结构再到弥散分布结构转变.这种转变与固-液界面形状的转变有密切关系.
关键词:
Al-In偏晶合金
,
定向凝固
,
高温度梯度
,
组织
崔红保
,
郭景杰
,
苏彦庆
,
吴士平
,
李新中
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.09.003
采用计算效率和计算精度较高的Fourier变换谱分析方法求解Cahn-Hilliard相场方程,并耦合热力学数据,对Cu-Pb过偏晶合金在等温情况下液相分离过程中的颗粒生长和Ostwald熟化进行了模拟研究.结果表明,合金体系中两液相区中的第二相颗粒生长和Ostwald熟化过程可以通过调节能量梯度系数和迁移率系数实现.在过饱和基体中第二相单个颗粒生长的计算结果表明,颗粒生长的扩散过程主要是系统自由能作用的结果,能量梯度系数γ对颗粒与基体之间的浓度梯度起调节作用.随着γ的减小,两液相之间的浓度梯度增大,颗粒轮廓线的斜率增加.颗粒半径的生长速率与经典的Zener理论良好吻合.模拟了Cu-Pb过偏晶合金不混溶区析出第二相颗粒半径的分布情况,随着粗化过程的进行,归一化颗粒半径的尺寸分布峰值由初始的小于平均尺寸逐渐向平均尺寸靠近,且最终超过平均尺寸.
关键词:
Cu-Pb过偏晶合金
,
相场法
,
Ostwald熟化
,
尺寸分布
朱攀攀
,
郭学锋
,
陈昊
,
崔红保
材料热处理学报
采用基于密度泛函理论的第一性原理法对Co-Sc体系中CoSc、Co2Sc和CoSc2化合物的热力学参数、电子结构和弹性性质进行计算,分析了3种化合物结构的稳定性和力学性能.结果表明:3种化合物CoSc、Co2Sc和CoSc2形成能分别是-0.54、-0.51和-0.36 eV,结合能分别为-6.08、-6.07和-5.56 eV.热力学能均是负值,3种化合物能稳定存在.CoSc、Co2 Sc和CoSc2费米能级分别为0.6、7.8和8.1 eV,CoSc在费米能级处的电子能量最小稳定性最好.态密度图分析3种化合物都是金属间化合物.CoSc的Co(p)、(d)轨道和Sc(p)、(d)轨道电子明显重叠,发生了强烈的杂化作用.CoSc、Co2Sc和CoSc2体积模量分别为2.7、172.1和59.3 GPa,Co2Sc有最强的抵抗体积变化特性.CoSc、Co2 Sc和CoSc2剪切模量分别为72.7、70.1和20.9GPa,CoSc的刚度相对较强.CoSc的B/G＜ 1.75为脆性材料,而Co2Sc、CoSc2的B/G分别为2.46、2.84为塑性材料.
关键词:
Co-Sc金属间化合物
,
第一性原理
,
热力学能
,
弹性性质
,
电子结构
常亚涛
,
郭学锋
,
崔红保
,
原志鹏
,
朱攀攀
中国有色金属学报
采用真空电弧熔炼水冷铜模吸铸法制备Ni-50％Sc合金(摩尔分数,下同),采用程序计算、光学和扫描电子显微镜分析B2-NiSc金属间化合物急冷快速凝固组织的演化规律,采用XRD和EDS分析合金组织的相组成.结果表明:以名义成分Ni-50％Sc配制合金,真空水冷铜模吸铸成d2、d5和d8mm急冷试样对应的凝固速率分别为3112、497.9和194.5 K/s.(R)=1.5 mm为临界尺寸,对应着凝固速率的骤然变化.因Sc含量的损失,枝晶间出现了共晶(Ni2Sc+NiSc)组织;R＞(Ro)(d5和d8mm试样),凝固组织为粗大枝晶B2-NiSc+共晶(Ni2Sc+NiSc)组织;R ＜(Ro)(d2 mm试样)为细小球状枝晶B2-NiSc+少量共晶(Ni2Sc+NiSc)组织.经Image-Pro Plus面积分析和计算,合金熔化过程中Sc烧损约为3.25％～3.31％,从理论上,通过亚快速凝固不能获得单相B2-NiSc.急冷快速凝固后组织经(970℃,72 h)均匀热处理后,d2 mm试样组织为粒状B2-NiSc+球状颗粒Ni2Sc,d5和d8 mm组织为粒状B2-NiSc+长条颗粒Ni2Sc.
关键词:
金属间化合物
,
NiSc化合物
,
组织演化
,
急冷快速凝固
原志鹏
,
崔红保
,
陈昊
,
常亚涛
,
郭学锋
中国有色金属学报
doi:10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.03.010
通过真空电弧熔炼水冷铜模吸铸法制备Ni-50%Sc合金,用XRD和EDS分析合金的相组成,研究其金属间化合物的韧脆性.结果表明:凝固组织为B2-NiScp+(NiSc+Ni2Sc)e,其中共晶组织分布在晶界与枝晶臂之间.在外力作用下的受力链"B2p?晶界1?Ni2Sce?晶界2?B2e?晶界2?Ni2Scp?晶界3?B2e"中,Ni2Sce和与其相连的晶界是裂纹产生的区域,而B2-NiSc是塑性较好、在外力作用下可以发生较大变形的金属间化合物.
关键词:
金属间化合物
,
第一性原理
,
B2-NiScp
,
(NiSc+Ni2Sc)e
,
裂纹萌生
