Ni-Pb微晶的非平衡凝固及異常長(zhǎng)大過(guò)程研究.pdf

1、液/固相變和固態(tài)轉(zhuǎn)變（晶粒生長(zhǎng)）是金屬材料加工成形中兩個(gè)緊密關(guān)聯(lián)的過(guò)程。然而，如何建立液/固相變與固態(tài)晶粒生長(zhǎng)間的本征聯(lián)系，進(jìn)而更好地指導(dǎo)材料的設(shè)計(jì)和制備卻有待進(jìn)一步研究。本文選取Ni-Pb合金為研究對(duì)象，通過(guò)玻璃熔覆與循環(huán)過(guò)熱相結(jié)合的凈化方法使合金熔體獲得深過(guò)冷。借助紅外測(cè)溫技術(shù)，運(yùn)用TEM、SEM、EDS等分析測(cè)試手段，深入探究了深過(guò)冷Ni-Pb微晶的形成、長(zhǎng)大規(guī)律及其熱穩(wěn)定性。主要結(jié)論如下：
　　1.通過(guò)復(fù)合凈化方法獲得過(guò)冷

2、度?T=20K-300K范圍內(nèi)的Ni-Pb合金的凝固組織演變規(guī)律。當(dāng)?T<80K時(shí)，合金的微觀組織主要是由發(fā)達(dá)的樹(shù)枝晶組成。當(dāng)80K150K時(shí)，凝固組織由深過(guò)冷樹(shù)枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙惲罹?，且隨過(guò)冷度增加，晶粒逐漸細(xì)化。
　　2.選取不同過(guò)冷試樣進(jìn)行不同溫度和

3、時(shí)間的退火處理，研究了Ni-Pb合金的正常/異常長(zhǎng)大規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了晶粒長(zhǎng)大過(guò)程的三個(gè)階段：1)緩慢增長(zhǎng)階段2)快速增長(zhǎng)階段3)穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。
　　3.將動(dòng)態(tài)晶界偏析條件下納米晶粒生長(zhǎng)熱-動(dòng)力學(xué)模型拓展并應(yīng)用于 Ni-Pb微晶生長(zhǎng)的整個(gè)過(guò)程。通過(guò)模型計(jì)算及TEM照片的標(biāo)定證實(shí)：晶粒緩慢增長(zhǎng)階段歸因于 Pb的晶界偏析導(dǎo)致的晶界能降低(即晶界生長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力降低)；快速增長(zhǎng)階段是由晶界過(guò)飽和的Pb原子的團(tuán)聚及第二相析出導(dǎo)致晶界能的二次增加引起；