论文摘要
共晶合金因具有熔点低、铸造性能好的特点在工业上具有重要的应用价值。金属间化合物-金属间化合物型共晶合金由于其潜在应用价值,受到了越来越多的关注。深过冷处理可使某些共晶合金的凝固组织从规则的层片共晶向反常共晶转变。但是,对金属间化合物-金属间化合物型共晶合金中的类似转变的研究很少。因此,有必要对这一问题展开深入研究。本文以Ni71.2Si29.8、Ni54Si46和Ni43.8Si56.2共晶合金为模型合金研究了化合物-化合物型共晶合金中的组织转变机理。在实验中,首先采用玻璃熔融净化法加循环过热法实现了合金的深过冷,然后采用高速摄影技术对合金的快速凝固过程进行原位观测。在此基础上,通过计算机动画模拟技术对凝固再辉过程的重现模拟计算了过冷熔体中的晶体生长速率,并对合金的凝固组织进行了研究。获得的主要结论如下：1.高速摄影原位观察表明,在深过冷快速凝固条件下,Ni71.2Si29.8、Ni54Si46、Ni43.8Si56.2共晶合金的再辉界面前沿总是从样品的一端迅速扩展到另一端。2.共晶合金凝固过程中Ni7i.2Si29.8再辉温度曲线均为单再辉,Ni54Si46、Ni43.8Si56.2再辉温度曲线为单再辉、分离的双再辉和连续的双再辉。Ni54Si46、Ni43.8Si56.2共晶合金凝固过程中发生了相选择。3.生长速率测量表明,Ni71.2Si29.8、Ni54Si46、Ni43.8Si56.2共晶合金的生长速率均随过冷度的增大而增大。4.凝固组织观察表明,Ni71.2Si29.8、Ni54Si46、Ni43.8Si56.2三种共晶凝固组织均出现小过冷下为胞状规则共晶。随过冷度增大,凝固组织为反常共晶组织：一相以多角的颗粒状分布在另一相基体上的凝固组织。低倍凝固组织照片中同样观测到合金凝固具有方向性。5.分析表明,Ni71.2Si29.8、Ni54Si46、Ni43.8Si56.2三种共晶合金在深过冷条件下发生了生长机制由层片共晶共生生长向单相枝晶非共生生长的转变。由于再辉使快速凝固组织发生熔断形成反常共晶组织。