對流條件下包晶合金微觀組織生長

包晶反應是指合金在凝固過程中，到一定溫度是結晶出來一些固相與剩余液相發生反應，生成另一種固相的恒溫轉變過程。Ni-Al、Ti-Al、Fe-Cr-NI等合金，Nd-Fe-B、Co-Sm-Cu等磁性材料，以及超導材料Y-Ba-Cu-O的制備過程中都會有包晶反應，掌握包晶合金凝固規律對于得到期許的材料性能有著非常重要的意義。本文利用自然對流和旋轉磁場強迫對流，分別對Sn-1.6%Cd合金進行弱、強對流條件下定向凝固過程進行仿真分析、并與實驗結果進行對比。Sn-Cd作為一種典型的包晶合金，其凝固組織變化多端，有嚴格帶狀的，不完整帶狀的、類共生組織、震蕩組織等，由于其多變的組織選擇，使材料能呈現出*不同凝固條件的變化是影響凝固組織的根本原因，因此對不同條件下的凝固過程研究非常重要，根據Nernst提出的邊界層模型，合金在對流條件下以平界面定向凝固時，在生長界面的前沿存在著一個溶質邊界層，邊界層以內的溶質是通過擴散的方式傳輸的，而邊界層以外的熔體濃度在對流的影響選能夠保持均勻一致，凝固進入穩定的狀態時，溶質擴散方程可以通過邊界條件求得平界面前沿的液相溶質濃度分布方程，在對該方程求導并整理，得到平界面前沿液相溶質分布方程。

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2014年11月11日