杨院生
,
付俊伟
,
罗天骄
,
汪彬
,
冯小辉
,
童文辉
,
李应举
中国有色金属学报
提出一种低压脉冲磁场合金晶粒细化技术,分析常规铸造和半连续铸造条件下,低压脉冲磁场对镁合金凝固组织的影响.结果表明:脉冲磁场对AZ31、AZ91D、AZ80、AM60、AS31和Mg-Gd-Y-Zr镁合金均有显著的细化效果.施加脉冲磁场后,初生α-Mg形态发生明显球化,由粗大、发达的枝晶变为细小的蔷薇状,且溶质偏析显著降低.采用商用ANSYS软件分析了电磁力、流场以及焦耳热对熔体的影响规律,从形核和生长角度分析了脉冲磁场下镁合金晶粒细化机制,依据界面稳定性理论提出了脉冲磁场下镁合金晶粒球化模型.
关键词:
镁合金
,
组织
,
晶粒细化
,
脉冲磁场
赵福泽
,
朱绍珍
,
冯小辉
,
杨院生
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.003
为研究高能超声处理制备纳米复合材料过程中纳米增强相在熔体中的分散过程，采用甘油为介质分别进行了数值模拟以及物理模拟。数值模拟结果表明，当超声作用于甘油中时，甘油中会形成中心-底面-壁面-中心的环形流动，变幅杆探头端面边缘附近甘油流体存在最大的流动速度，且随着超声功率的增大，流体运动速度增大。物理模拟实验结果显示，高能超声作用下甘油的实际运动行为与数值模拟结果相符合，存在环形流动；此外，高能超声作用下甘油中存在明显的空化效应；纳米晶须在超声作用下于甘油中分散良好，且随着超声功率的增大，达到充分分散所需时间变短。
关键词:
超声分散
,
纳米晶须
,
数值模拟
,
物理模拟
冯小辉
,
杨院生
,
李应举
,
张宇男
,
胡壮麒
金属学报
采用电场凝固技术在自制电场定向凝固装置上进行电场单晶生长，研究了直流电场对一种镍基单晶高温合金室温拉伸性能和高温持久性能的影响. 结果表明，随着电流密度增大，合金的室温屈服强度明显提高，但抗拉强度无明显改善，且塑性降低；在980 ℃和221 MPa条件下, 高温持久时间显著延长，持久塑性得到改善. 利用扫描电镜和电子探针对该合金的凝固组织、合金成分分布和断口形貌进行了分析.结果表明，直流电场引起枝晶间距及γ’相尺寸减小、成分偏析减轻,共晶和亚晶界减少. 直流电场作用导致的γ’相尺寸减小及成分偏析减轻导致的γ/γ’错配度变化, 对合金的屈服强度和高温持久性能的提高有贡献.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
DC electric field
,
mechanical property
程根发
,
杨院生
,
冯小辉
,
胡壮麒
,
魏鹏义
钢铁研究学报
研究了直流电场对DD3单晶高温合金凝固显微偏析的影响.实验结果表明:在定向凝固速度为5μm/s和电流密度为0～20 A/cm2的条件下,随电流密度增大,胞晶或树枝晶间距减小.与不施加电场时相比,电流密度为6A/cm2时,凝固偏析明显减轻;电流密度为20A/cm2时,凝固偏析恶化.DD3单晶高温合金定向凝固过程中,由于电场的加入,引起溶质有效再分配系数的变化,减轻了凝固偏析;胞晶或树枝晶间距减小,也有利于减轻凝固偏析;胞晶间的原子团簇向胞晶侧面集聚,造成凝固偏析增大.上述因素共同作用决定了最终凝固组织的偏析.
关键词:
电场
,
显微偏析
,
溶质再分配
,
单晶
,
高温合金
李应举
,
杨院生
,
冯小辉
,
张宇男
,
胡壮麒
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.09.009
研究了不同直流电流密度条件下一种镍基单晶高温合金中γ'相的析出行为.合金经1250℃固溶4 h处理后,对其施加不同电流密度且以不同冷却方式进行冷却,考察直流电流对γ'相析出的影响.结果表明,合金在固溶处理后空冷时,随电流密度的增加,γ'相的尺寸和体积分数均增加,面密度减小;在相同的电流密度作用下,随着冷却速率的增加,γ'相尺寸和体积分数减小,面密度显著增加.直流电流产生的电迁移效应和Joule热效应影响γ'相的析出过程,电迁移效应加速原子的扩散,对γ'相析出起促进作用;Joule热效应降低冷却速率,促进γ'相的长大.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
γ'相析出
,
直流电流
,
电迁移
,
冷却速率
冯小辉
,
杨院生
,
李应举
,
张宇男
,
胡壮麒
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.09.010
采用电场凝固技术在自制电场定向凝固装置上进行电场单晶生长,研究了直流电场对一种镍基单晶高温合金室温拉伸性能和高温持久性能的影响.结果表明,随着电流密度增大,合金的室温屈服强度明显提高,但抗拉强度无明显改善,且塑性降低;在980℃和221 MPa条件下,高温持久时间显著延长,持久塑性得到改善.利用扫描电镜和电子探针对该合金的凝固组织、合金成分分布和断口形貌进行了分析.结果表明,直流电场引起枝晶间距及γ'相尺寸减小、成分偏析减轻,共晶和亚晶界减少.直流电场作用导致的γ'相尺寸减小及成分偏析减轻导致的γ/γ'错配度变化,对合金的屈服强度和高温持久性能的提高有贡献.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
直流电场
,
力学性能
,
γ'相
,
枝晶偏析
滕跃飞
,
李应举
,
冯小辉
,
杨院生
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00692
研究了脉冲磁场作用下K4169高温合金矩形截面试件的凝固组织以及具有不同宽厚比矩形截面试件的晶粒细化效果,计算模拟了脉冲磁场作用下试件熔体中电磁场和流场的分布情况,并对细化机理进行了分析.实验结果表明,施加脉冲磁场后,K4169高温合金矩形试件的凝固组织得到了不同程度的细化,当试件宽厚比为1时,施加脉冲磁场可以使凝固组织晶粒显著细化;随着试件宽厚比增大,脉冲磁场的晶粒细化效果减弱.计算模拟结果表明,脉冲磁场在熔体中产生周期性的压-拉电磁力,导致熔体产生周期性振荡和呈环流形式的对流.在相同磁感应强度的脉冲磁场作用下,试件宽厚比越接近1,试件内的电磁力和流速越大,有利于模壁晶核游离及枝晶臂破碎,从而使晶粒得到细化.
关键词:
高温合金
,
晶粒细化
,
脉冲磁场
,
宽厚比
,
数值模拟
赵福泽
,
朱绍珍
,
冯小辉
,
杨院生
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.003
为研究高能超声处理制备纳米复合材料过程中纳米增强相在熔体中的分散过程,采用甘油为介质分别进行了数值模拟以及物理模拟.数值模拟结果表明,当超声作用于甘油中时,甘油中会形成中心-底面-壁面-中心的环形流动,变幅杆探头端面边缘附近甘油流体存在最大的流动速度,且随着超声功率的增大,流体运动速度增大.物理模拟实验结果显示,高能超声作用下甘油的实际运动行为与数值模拟结果相符合,存在环形流动;此外,高能超声作用下甘油中存在明显的空化效应;纳米晶须在超声作用下于甘油中分散良好,且随着超声功率的增大,达到充分分散所需时间变短.
关键词:
超声分散
,
纳米晶须
,
数值模拟
,
物理模拟
