含金属间化合物相包晶合金的相选择及包晶反应机制研究
批准号:
51501082
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
彭鹏
依托单位:
学科分类:
金属材料制备与加工
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
张旭东、徐远丽、马智锟、王甲泰、时博、魏彦平、蒲三旭
中文摘要
对包晶凝固的研究集中于相选择与包晶反应机制两方面,且主要针对低冷却速率时含固溶体相包晶合金的凝固,但对于含金属间化合物相包晶合金在较宽凝固速率范围内的凝固行为,以近/局域平衡和固溶体相为基础的包晶合金相选择模型及包晶反应机制存在局限。申请人在前期研究中发现:金属间化合物相的凝固特征显著影响含金属间化合物相包晶合金的凝固行为,同时,温度梯度与冷却速率等共同影响包晶反应过程。因此,本项目选择包晶相为有/无固溶度的金属间化合物相的Sn-Ni/Sn-Mn包晶合金作为研究对象,通过耦合金属间化合物相凝固特性,构建含金属间化合物相包晶合金的相选择模型;同时,耦合温度梯度、冷却速率与金属间化合物相凝固特性等因素,构建包晶反应动力学模型。项目成果为深入理解含金属间化合物相包晶合金的凝固现象与机制及其组织控制提供理论依据,具有重要理论和实际意义。
英文摘要
The present analyses on peritectic solidification are focused on phase selection and peritectic reaction mechanism. They are also mainly aiming at near/local equilibrium solidification of peritectic alloys containing solid solution phase at relatively lower cooling rates. However, for solidification of peritectic alloys containing intermetallic compound phase, the phase selection and peritectic reaction models which are based on near/local equilibrium solidification of peritectic alloys containing solid solution phase have many limitations. In previous study, the applicant has found that: the solidification characteristics of intermetallic compound phase influence the solidification behaviors of peritectic alloys containing intermetallic compound phase obviously; besides, temperature gradient can also influence the peritectic reaction as well as cooling rate. Therefore, the Sn-Ni/Sn-Mn peritectic alloys whose peritectic phase is intermetallic compound phase with certain/nil solubility are selected. First, the phase selection model for peritectic alloys containing intermetallic compound phase has been constructed by coupling with the solidification characteristics of intermetallic compound phase. Furthermore, the peritectic reaction model for peritectic alloys containing intermetallic compound phase has been constructed by coupling the factors such as temperature gradient, cooling rate, and solidification characteristics of intermetallic compound phase and so on. Thus, the solidification phenomena and mechanisms of peritectic alloys containing intermetallic compound phase can be more deeply understood. Theoretical basis can also be constructed to control the microstructure of peritectic alloys through these achievements of this project.
包晶凝固常见于各种重要的结构和功能材料,是一类重要的液固相变过程,其典型特征是:冷却时液相L与初生相α反应生成包晶相β。多数具有包晶反应的合金,其溶质组元在固相中扩散系数很小,所以,包晶反应往往不彻底,通常获得的包晶凝固组织中除包晶相外往往存在初生相等其他相。由于高温结构材料Ti-Al、Ni-Al,稀土永磁材料Nd-Fe-B及无铅焊料Sn-Ni等的研究和开发中均涉及到包晶反应,因此人们对于包晶合金的研究兴趣与日俱增。对包晶凝固的研究集中于相选择与包晶反应机制两方面,且主要针对低冷却速率时含固溶体相包晶合金的凝固,但对于含金属间化合物相包晶合金在较宽凝固速率范围内的凝固行为,以近/局域平衡和固溶体相为基础的包晶合金相选择模型及包晶反应机制存在局限。申请人在研究中发现:金属间化合物相的凝固特征显著影响含金属间化合物相包晶合金的凝固行为,同时,温度梯度与冷却速率等共同影响包晶反应过程。因此,本项目选择包晶相为有/无固溶度的金属间化合物相的Sn-Ni/Sn-Mn包晶合金作为研究对象,通过耦合金属间化合物相凝固特性,构建含金属间化合物相包晶合金的相选择模型;同时,耦合温度梯度、冷却速率与金属间化合物相凝固特性等因素,构建包晶反应动力学模型。项目成果为深入理解含金属间化合物相包晶合金的凝固现象与机制及其组织控制提供理论依据,具有重要理论和实际意义。
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Novel morphologies of intermetallic phases in Sn-Ni peritectic alloys
Sn-Ni包晶合金中金属间相的新形态
DOI:
10.1016/j.matlet.2017.04.091
发表时间:
2017-08
期刊:
Materials Letters
影响因子:
3
作者:
[Peng Peng, Li XinZhong, Li JianGong]
通讯作者:
Li JianGong
DOI:
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.11.005
发表时间:
2016-03
期刊:
International Journal of Heat and Mass Transfer
影响因子:
5.2
作者:
[P. Peng;Xinzhong Li;Yan-Qing Su;Jingjie Guo;H. Fu]
通讯作者:
P. Peng;Xinzhong Li;Yan-Qing Su;Jingjie Guo;H. Fu
Migration of liquid phase from the primary/peritectic interface in a temperature gradient
温度梯度下液相从主/包晶界面迁移
DOI:
10.1063/1.4958635
发表时间:
2016-07
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
4
作者:
[Peng Peng, Li XinZhong, Su YanQing, Guo JingJie]
通讯作者:
Guo JingJie
On oscillatory microstructure during cellular growth of directionally solidified Sn-36at.%Ni peritectic alloy.
On%20振荡%20显微组织%20during%20细胞%20生长%20of%20定向%20凝固%20Sn–36at.%Ni%20包晶%20合金
DOI:
10.1038/srep24315
发表时间:
2016-04-12
期刊:
Scientific reports
影响因子:
4.6
作者:
[Peng P, Li X, Li J, Su Y, Guo J]
通讯作者:
Guo J
Morphology evolution of the interface between different mushy zones of a Sn-Ni peritectic alloy in a temperature gradient
温度梯度下Sn-Ni包晶合金不同糊状区界面的形貌演化
DOI:
10.1016/j.matlet.2016.06.105
发表时间:
2016-11
期刊:
Materials Letters
影响因子:
3
作者:
[Peng Peng, Li XinZhong, Li JianGong]
通讯作者:
Li JianGong
共 12 条
金属间化合物相固溶度对相生长及包晶凝固行为的影响
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批准号:51871118
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2018
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负责人:彭鹏
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依托单位:
国内基金
海外基金