低扩散系数对Al-RE过共晶合金易非晶化内禀机理研究

Al-RE（稀土元素）二元过共晶合金系不具备易形成非晶相的特点，却可以在快速凝固过程中获得非晶相，导致力学性能显著提高。非晶相的形成一方面受外部动力学条件控制，另一方面受其扩散系数内禀特性影响。但通常研究重点都集中在前者，而对后者的内禀机理没有系统揭示，难以从材料本身特性方面对材料设计提供理论依据，因此亟待深入的研究和探讨。本项目针对稀土元素原子尺寸较大导致扩散系数减小的特性，首先以高扩散激活能减小凝固过程中组织形成临界过冷度及生长速度的作用机制进行理论描述，再采用激光快速熔凝及无容器处理技术进行实验研究，从生长控制及形核控制两方面实现几类Al-RE合金在宽广生长速度及过冷度范围内的组织演变及组织形成，探索低扩散系数对组织演变临界生长速度及不同组织形成过冷度的影响规律，揭示此类合金易非晶化的内禀机理，为未来寻找可能替代成本较高的稀土元素的新型合金提供理论依据。