《包晶合金定向凝固過程中的共生生長與準共生生長機制》是依託哈爾濱工業大學，由駱良順擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：包晶合金定向凝固過程中的共生生長與準共生生長機制
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：駱良順
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
包晶共生生長和準共生生長是包晶合金凝固理論的重要研究對象。通過包晶共生生長和準共生生長製備的包晶系規則排列原位自生複合材料具有重要的套用前景。這種材料的可控制備需要對包晶共生生長和準共生生長的演化規律具有深刻的認識，但是目前對包晶共生生長和準共生生長的研究還很不深入，很多基本的理論問題尚不清楚。本項目選擇初生相結晶區間的大小具有較大差別的Fe-Ni和Cu-Ge包晶合金為對象，通過系統的定向凝固實驗、理論分析和數值模擬來研究非小平面-非小平面型包晶共生生長和準共生生長的演化機制，主要包括：溶質擴散偶的形成、界面狀態的確定、特徵間距的變化規律、形態穩定性、包晶反應對三相交接區和共生生長動力學的影響等。構建預測包晶共生生長和準共生生長穩定存在的合金成分和凝固參數區間的模型，為包晶系規則排列原位自生複合材料的製備提供理論和實驗依據。
結題摘要
包晶共生生長和準共生生長是包晶合金凝固理論的重要研究對象。對包晶共生生長和準共生生長的演化規律進行深入研究對認識金屬凝固現象，製備包晶系原位自生複合材料具有重要的理論和實際意義。本項目利用Bridgman定向凝固系統對非小平面-非小平麵包晶系模型合金Cu-Ge和Fe-Ni合金進行系統的定向凝固研究。發現了包晶兩相分離共生生長現象並討論了其形成機制；探索了包晶合金兩相生長過程中的包晶反應區的幾何特徵及反應機制；建立了包晶兩相共生生長過程中包晶反應機制；發現了包晶反應三相區內包晶相與初生相的共生生長現象；討論了包晶反應過程中的三相區的形態穩定性。在研究過程中還發現，對流對包晶兩相共生生長具有重要的影響，所以針對Fe-Ni包晶合金，系統研究了對流對包晶兩相生長進行了系統的研究。發現在高G/V定向凝固過程中，對流使包晶合金定向凝固過程中軸向和徑向形成嚴重的巨觀偏析、組織演化複雜難以達到穩態。軸向巨觀偏析體現在有限長試樣從凝固開始至凝固結束都將發生初生相生長向包晶相生長的轉變過程，轉變過程受合金成分和對流強度影響。徑向巨觀偏析體現在試樣心部貧溶質，邊緣富集溶質，也存在一個初生相向包晶相生長的轉變過程。利用純擴散模型、溶質邊界層對流模型和強對流Scheil方程分別討論在不同對流強度下包晶合金定向凝固過程中軸向的巨觀偏析及組織形成規律。此外，通過實驗和理論分析揭示包晶準共生生長——胞狀共生生長的形成條件、胞狀初生相和胞晶間近平麵包晶相的形態、胞狀共生生長與共生生長的關係及二者之間的相互轉化、包晶反應對胞狀共生生長的影響、胞狀共生生長的特徵尺度隨生長條件和合金成分的變化規律。截止到2012年12月，本項目發表SCI論文18篇，其中SCI影響因子大於2.0論文4 篇。培養碩士研究生2名，博士研究生1名，在讀博士研究生1名。
