液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn合金组织演变

作者：曹永青; 林鑫; 汪志太; 王理林; 黄卫东

来源：Acta Physica Sinica, 2015, 64(10): 315-323.

• 快速凝固
• 转向枝晶
• Ni-Sn共晶
• 过冷度

研究了在液氮冷却条件下激光快速熔凝Ni-28 wt%Sn亚共晶合金的组织演化过程.结果显示,熔池从上至下可以分为三个区域:表层为平行激光扫描方向的α-Ni转向枝晶区;中部为近乎垂直于熔池底部外延生长的α-Ni柱状晶区;底部为少量的残留α-Ni初生相和大量的枝晶间(α-Ni+Ni3Sn)共晶组织.激光熔凝区组织受原始基材组织的影响很大,熔池中的α-Ni枝晶生长方向受到了热流方向和枝晶择优取向的双重影响.与基材中存在的层片状、棒状和少量离异(α-Ni+Ni3Sn)共晶的混合组织相比,熔池内的共晶组织皆为细小的规则(α-Ni+Ni3Sn)层片状共晶,皆垂直于熔池底部外延生长,并且从熔池顶部至底部,共晶层片间距逐渐增大.分别应用描述快速枝晶生长的Kurz-Giovanola-Trivedi模型和描述快速共晶生长的Trivedi-Magnin-Kurz模型对熔池表层凝固界面前沿的过冷度进行估算,发现熔池表层α-Ni枝晶和(α-Ni+Ni3Sn)层片共晶的生长过冷度在50.4—112.5 K之间,远大于相应深过冷凝固(α-Ni+Ni3Sn)反常共晶生长的临界过冷度20 K,这说明文献报道的临界过冷度并不是反常共晶出现的充分条件.

• 单位
  凝固技术国家重点实验室; 西北工业大学