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本文选择Al-15wt%Y过共晶合金和Al-53wt%Y包晶合金作为主要研究对象。对两种合金进行不同凝固速率的定向凝固实验,观察在定向凝固过程中小平面相的生长行为。首先对Al-15wt%Y进行定向凝固的实验,观察Al3Y作为初生相直接从液相中析出的形貌,并探究不同冷却速度对其生长形态的影响。较低的生长速率条件下(V=1μm/s),Al3Y相呈现不规则的上端分叉有尖锐棱角的小平面相形态。随着冷却速率增大,Al3Y相逐渐向长条形六棱柱形态演变。冷却速率进一步增大,Al3Y弥散分布在共晶组织中,组织呈现“十”字形态,为两个六棱柱垂直交叉结构。另外,还对Al-15wt%Y进行了较高冷却速率的激光快速凝固实验,得到的组织形貌与定向凝固实验所得组织完全不同。激光快速凝固得到的组织细化,晶粒尺寸减小,Al3Y相呈六边形颗粒状、花瓣状等,另外,还出现了等轴晶形状的显微组织。在定向凝固实验之前,由于温度梯度的存在,完全液相区与固相区之间存在一个糊状区。对Al-Y包晶合金进行保温热处理实验。随着保温时间的延长,液相减少,初生Al2Y相与液相共存区趋于稳定,相排列更加紧密,糊状区的长度变短,界面前沿Y元素浓度降低。对Al-53wt%Y包晶合金定进行不同抽拉速率的定向凝固实验,探究Al3Y相在包晶合金体系中以包晶相析出的生长行为。在低速定向凝固过程中(V=1μm/s),初生相与包晶相均为连续生长,出现了平行于固液界面的近似带状组织,对这种组织形成机制进行了讨论。随着凝固距离的增加,固液界面处的领先相由初生Al2Y转变为包晶Al3Y,固液界面为粗大条形Al3Y相,而无初生相。在较高抽拉速度的定向凝固实验中,随着冷却速率的增加,Al2Y相由连续生长转变为胞状形态,后又转变为枝晶状。包晶相Al3Y最初以锯齿状包裹在初生相表面,同时在液相中以细针状直接析出,冷却速率越大,数量越多且尺寸越细小。随着凝固距离的延长,包裹初生相的包晶相厚度增加,体积分数增大。另外,从液相中直接析出的Al3Y相逐渐长大,由细针状变为短棒状、块状,均匀分布在包晶组织周围并与之相连接。最后对两种合金体系的定向凝固组织对比,分析小平面生长行为差异的原因。