综论偏晶合金的制备技术:外场下凝固、快速凝固及激光技术

• 作者: 周圣丰 戴晓琴 王春霞 王梅丰 谢敏 雷剑波
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 偏晶合金 液相分离 激光熔覆 激光-感应复合熔覆
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 金属与金属基复合材料
• 页码范围: 490-499
• 页数: 10页
• 分类号: TN249
• 字数: 9927字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.201903016

摘要

当偏晶合金液过冷至液相分离温度(Tsep)以下时,进入亚稳态难混溶区间,由单一液相分离成两个液相:L1(主体液相,质量分数大于50％)与L2(次生液相,收缩成液滴).微观组织演化呈现三个阶段:(1)相分离自发进行阶段;(2)主体相合金熔体进入结晶过程;(3)残余的次生相合金熔体进入凝固阶段.尤其是当次生相凝固后弥散分布于主体相基体内时,偏晶合金具有高强、高导以及高耐磨性能,其在航空航天和汽车等工业领域具有重要的应用前景,长期以来受到了研究者的广泛关注.偏晶合金组织结构特征有两种,即第二相弥散型和核/壳结构型.然而,常规凝固条件下,制备的偏晶合金极易形成严重偏析或分层组织,导致制备大块匀质偏晶合金变得困难.为了深入研究偏晶合金液相分离行为,以及微结构特征对偏晶合金性能的影响,研究者提出了许多制备偏晶合金的方法.早在1958年,液相分离现象就在Cu-Fe偏晶合金中被发现,当即引起学者们的广泛关注.近年来,为了制备组织均匀和性能优异的偏晶合金,开发了许多外场作用下的偏晶合金制备方法,旨在消除常规重力场下熔体对流造成的凝固组织偏析、位错、空洞等缺陷.例如,在微重力场条件下,对流作用减弱,可制备接近无偏析的凝固组织;在电磁场条件下,实现了对材料工艺过程的控制和材料组织与性能的改善;在直流磁场和电场交互作用下,熔体流动得到抑制,实现了电磁搅拌控制凝固;在交流磁场和电场交互作用下,实现了电磁搅拌和电磁悬浮,达到减小偏析和改善组织结构特征的目的;在超声场作用下,实现了材料无容器凝固.此外,快速凝固是一个典型的非平衡相变过程,可以消除合金的溶质偏析,获得常规凝固条件下无法获得的成分、相结构和显微组织,显著提高合金的强度、塑性、韧性、延展性和磁性等.为深入了解各类偏晶合金的制备方法,本文主要从外场下凝固、快速凝固、激光技术角度综述了偏晶合金的各种凝固制备工艺和研究方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	雷剑波	天津工业大学激光技术研究所	53	380	10.0	18.0
2	王春霞	南昌航空大学材料科学与工程学院	40	168	7.0	11.0
3	王梅丰	南昌航空大学材料科学与工程学院	18	102	4.0	10.0
4	戴晓琴	天津工业大学激光技术研究所	11	11	2.0	3.0
5	谢敏	天津工业大学激光技术研究所	3	1	1.0	1.0
6	周圣丰	天津工业大学激光技术研究所	14	11	2.0	3.0