E04.凝固科学与技术.pdf

E04. 凝固科学与技术 分会主席：李金山、翟启杰、苏彦庆、王同敏、李建国、王海鹏、陈玉勇、陈光、赵九洲、惠希东 E04-01 小平面生长合金凝固的择优取向和组织调控 蒋成保 北京航空航天大学 E04-02 定向凝固铝合金中羽毛状孪生枝晶的凝固与生长 李双明，杨鲁岩，钟宏，傅恒志 西北工业大学 710072 铝合金凝固中发现的羽毛状枝晶，呈现层状生长特征，与目前铸造中两大类组织（柱状枝晶和等轴枝 晶）不同，并称为第三类组织形态。一直以来，羽毛状枝晶生长方向和形成条件有较大的争议，近年来EBSD 分析技术的发展，明确了羽毛状枝晶为孪生枝晶，其生长方向为[110] ，并给出了其形成的条件为 （G~100K/cm，V~1mm/s ，G ×V~10K/s ，较强的对流），由于传统的Bridgman 定向凝固，对流条件较弱， 认为该凝固下不会出现孪生枝晶的生长。而近来我们采用 Bridgman 定向凝固，不仅生长出了羽毛状孪生 枝晶，且发现存在两类孪生枝晶：孤立生长的孪生枝晶和团簇扇形孪生枝晶，通过实验界定了这两类孪生 枝晶出现的参数范围，即在Al-4.5%Cu 合金中有：(a) G/V 大于2000 和GV 乘积小于2K/s ，凝固组织为常 规枝晶的生长；(b) G/V 在2000 和20000 和GV 乘积在2-10K/s 之间，凝固组织为孤立孪生枝晶和常规枝 晶生长；(c) G/V 小于20000 和GV 乘积大于10 K/s，凝固组织为团簇孪生枝晶或常规枝晶、以及它们混合 组织生长。另外由于羽毛状孪生枝晶生长呈现团簇扇形形貌，枝晶生长各向异性较大。可以看到，团簇羽 毛状孪生枝晶一旦出现就会很快超越并淹没常规枝晶，生长动力学优势十分明显，但这种优势是什么，目 前尚不清楚。我们采用三维连续切片实验技术，首次定量给出了定向凝固下铝合金中团簇扇形孪生枝晶侧 向生长速率的大小，结果发现孪生枝晶侧向生长速率大约为凝固抽拉速率的 1/3，如凝固抽拉速率 500 μ m/s 下，测得其侧枝生长速率为 148-177 μm/s ，而以前报道一般侧向枝晶生长速率要比凝固抽拉速率小一 个数量级，为此我们认为团簇羽毛状孪生枝晶这种动力学生长优势可能来源于其侧向枝晶快速生长行为， 造成其一旦出现就会很快超越并淹没常规枝晶。 关键词：定向凝固；铝合金；孪生枝晶；竞争生长 E04-03 Solidification of Al alloys investigated by advanced electron microscopy Priv.-Doz. Dr. Jiehua Li Instituteof CastingResearch, MontanuniversitätLeoben, A-8700, Leoben, Austria Advanced electron microscopy, including high angle annular dark field scanning transmission electron microscope (HAADF-STEM) imaging and electron energy loss spectroscopy (EELS) as well as atom probe tomography (APT), can provide information about the structure and composition at the atomic scale, which have been widely used in the field of solidification of metal and alloys. In this talk, I will present three aspects of research works: (1) Grain refinement of Al alloys (via TiB , AlB and Al O ) and Si poisoning effect of Al-Si 2 2 2 3 based alloys, (2) Modification of eutectic Si in Al-Si based all