论文部分内容阅读
本文选取Ni-Sn单主元合金以及CoCrCuFeNi-Sn多主元高熵合金为研究对象,通过熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法制备其深过冷组织,借助SEM、XRD以及HRTEM等手段系统研究了两类深过冷合金宏微观组织随过冷度的演化规律以及后再辉过程的影响;采用一系列理论对合金大过冷再结晶机制及再结晶后的晶粒长大进行了分析。得出如下主要结论:1.获得了ΔT=36K-290K范围内的深过冷Ni-Sn合金,且组织形貌发生了三次转变。36K≤ΔT<75K时,凝固组织为交错状树枝晶结构;75K≤ΔT<145K时,凝固组织为粒状树枝晶结构;145K≤ΔT<200K时,凝固组织为定向树枝晶结构;ΔT≥200K时,凝固组织为完全的粒状晶结构。2.找到了大过冷下Ni-Sn合金(ΔT≥200K)再结晶的直接证据:大角度晶界、晶格缺陷等,结合经典形核理论、无量纲过热模型等分析证实合金大过冷度下的粒化现象是由快速凝固大塑性变形并引发的再结晶引起。3.采用晶粒长大热-动力学模型计算了大过冷Ni-Sn合金伴随再辉的晶粒长大与溶质偏析过程,发现其与实验结果吻合较好。进而证实再结晶后期的晶粒长大过程受再辉、溶质截留以及溶质偏析的耦合影响,由于快速凝固过程中被截留的溶质原子再偏析到晶界导致晶界能的降低以及其热稳定性的增强。4.制备了过冷度在0-260K的CoCrCuFeNi-Sn高熵合金,发现了FCC1、FCC2及FCC3三种相,且相结构在不同过冷度下保持稳定。过冷度的增强导致富Cu相偏析而出现液相分离现象,至ΔT≥70K时形成典型的组织分层现象。