高压凝固亚共晶Al-Ni合金组织研究

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本文对亚共晶Al-1.87wt.%Ni合金在高压条件下凝固后的组织进行了研究。探讨了各个压力条件下凝固后的物相组成和组织演变。XRD衍射图谱表明,在1GPa、2GPa、3GPa三个压力下凝固后合金物相组成为-Al+Al3Ni。随着凝固压力的升高-Al固溶体的含量整体呈上升趋势,Al3Ni相的含量不断下降。固溶体的固溶度随着压力的升高而不断增大。高压凝固后Al-1.87wt.%Ni合金的组织发生了较大的变化,1GPa和2GPa压力凝固后在整个凝固界面上共有四种组织,高压凝固后的第一区域组织,呈现发达柱状树枝晶形态;各个压力下的第二种组织,固溶体基体变得连续,共晶组织断续的聚集于晶界处。1GPa下的第二区域组织,溶质富集现象明显,部分晶粒的成分达到了共晶成分发生了共晶转变,生成全部共晶组织;2GPa下第二区域组织的固溶体基体上出现了块状的Al3Ni相。1GPa和2GPa压力下的第三种组织固溶体基体重新被共晶组织组成的窄的晶界隔断,且还有大部分的共晶组织聚集成块状或球状分布于基体上;1GPa和2GPa压力下的第四种组织随凝固压力的升高共晶组织形态由棒状和球状全部转化为球状,树枝晶有向胞状树枝晶转变的趋势。3GPa压力凝固后凝固截面上只存在着两种组织。各个压力条件下凝固后的固溶体基体在各个区域组织中Ni元素的分布都不均匀。Al-1.87wt%Ni合金在液氮中凝固后相由-Al+Al3Ni组成。-Al相的体积分数增加了约15%,金属间化合物含量减少,组织形态中共晶组织明显细化;合金在石墨型中激冷凝固后合金的相组成也没有改变,-Al相的体积分数增加了约9%,金属间化合物含量减少。固溶体树枝晶组织形成了等轴树枝晶形态,细小的共晶组织分布于晶界处;合金在625℃固溶后,-Al相的体积分数随固溶时间的延长不断增加。固溶度较常压下也有所提高,晶界窄化,共晶组织中Al3Ni长大聚集成球状。
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