快速凝固Cu-Fe系合金液態(tài)相分離的相場法模擬.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、Cu-Fe合金不僅導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好,而且強(qiáng)度高,因此被廣泛用于航空、汽車、通訊和電子制造等領(lǐng)域。此類合金擁有一個顯著的特點(diǎn)便是在快速冷卻的條件下會發(fā)生液態(tài)相分離。本文依據(jù)連續(xù)相場理論,分別建立二元和三元體系的相場模型,用于Cu-Fe系合金液態(tài)相分離現(xiàn)象的模擬研究。分析了合金成分、相分離溫度以及梯度能量對合金相分離過程的影響,同時(shí)研究了添加不同合金元素的Cu-Fe系三元合金的液態(tài)相分離特性,比較了不同合金元素的作用,闡明了影響機(jī)理。最后

2、,利用激光快速熔凝法制備Cu-Fe系合金的相分離凝固組織,并與模擬結(jié)果進(jìn)行對比。
  對Cu-Fe二元合金模擬的結(jié)果表明:合金發(fā)生相分離后,生成了Cu相和富Fe相;當(dāng)CFe=CCu=0.5時(shí),組織表現(xiàn)為相互聯(lián)通的斑紋狀,當(dāng)CFe≠CCu時(shí),組織表現(xiàn)為球形的顆粒分布在基體上;隨著溫度的降低,合金發(fā)生相分離的趨勢增強(qiáng),相分離的速率增加,但是微觀組織特征沒有明顯變化;隨著梯度能量系數(shù)的增大,界面厚度增加,組織發(fā)生粗化,同時(shí)相分離過程減慢

3、。
  對Cu-Fe-Cr三元合金模擬的結(jié)果表明:合金發(fā)生相分離后,生成了富(Fe,Cr)相和富Cu相,且Cr元素的加入促進(jìn)了相分離過程的進(jìn)行。將Cu-Fe-Cr和Cu-Fe-Ni體系的模擬結(jié)果進(jìn)行比較可以得到:體系中Cr和Ni的分布規(guī)律不同,Cr絕大部分分布在富(Fe,Cr)相中,Ni在富(Fe,Ni)相和富Cu相中均有一定的分布。同時(shí)富(Fe,Cr)相顆粒呈球形,而富(Fe,Ni)相顆粒呈無規(guī)則形狀。產(chǎn)生差異的原因是Cr的加入

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