形核_参考网

铝合金异质形核机理新认识与晶种新技术获重要突破

iCx对α-Al形核机理与掺杂型晶种应用研究方面取得了双突破。这一重要突破不仅从根本上破解了Zr致细化“中毒”堵点，而且彻底消除了Si致细化“中毒”难题。为超高强变形铝合金和高端铸造铝合金及其加工技术的发展提供了有效“抓手”。相关技术获授权国家发明专利8项，申请国际发明专利1项，主持制定国家团体标准1项，注册商标权1件；获山东省技术发明一等奖1项。创新产品及应用技术在上市较短时间内，已在国内外60余家先进铝加工企业推广应用，其中包括多家行业领先的国际公司。

铝加工 2022年3期2022-11-24

耐热钢应变诱导析出模型及其应用研究进展

介绍，从应变诱导形核、应变诱导析出相长大和粗化、应变诱导析出模型的工程应用3个方面对耐热钢应变诱导析出模型的研究进展进行了综述，并对应变诱导析出模型的未来研究方向进行了展望。1 主要合金元素与析出相不同服役条件对耐热钢服役性能提出了不同要求：在高温服役条件下耐热钢应具备良好的力学性能和高温持久性能；在水蒸气环境服役的锅炉过热器、再热器管道等构件用耐热钢，需要具备一定的抗氧化性能；对于接触烟气介质的耐热钢，需要具备一定的抗烟气腐蚀性能[11-12]。为了具备

机械工程材料 2022年9期2022-10-19

Nb-Ti-V-Mo 微合金钢中复合碳化物的析出动力学

淀析出过饱和度与形核驱动力的变化，微合金化元素在铁素体中大量析出，形成更多细小弥散的析出颗粒，沉淀析出强化效果得到了加强[5-7]。海工钢作为多元微合金化钢种是一种被广泛应用在船舶和海洋平台的结构钢[8-10]。利用微合金化进行细化和强化组织，在保证焊接性的同时获得高强度和高韧性[11-12]。但海工钢中第二相的固溶析出行为对船板钢的强度和拉伸性能影响很大[13-15]。因此，有必要对Nb-Ti-V-Mo 微合金化海工钢中复合析出相的析出机理进行详细深入的

钢铁钒钛 2022年4期2022-09-19

利用界面调控制备二维有机半导体晶体及其机制研究

长需要经历关键的形核过程, 形核过程需要克服一定的形核势垒[14-15]，形核势垒是由生成一个临界晶核所引起的体系体积自由能的改变和附加界面势垒共同决定的[16-17]，后者和晶核界面能成反比[1,18]。宏观上，高的界面能能够使析出的溶质分子在该界面上更加稳定地润湿铺展[19-20]，从而促进二维形核的发生。因此，在晶体生长过程中，形核界面起到了关键作用。因此，对于生长界面调控晶体生长的研究有利于深入了解晶体生长过程，为晶体生长工艺设计提供合理的思路。本

人工晶体学报 2022年7期2022-08-12

基于纳米量热的Si薄膜衬底Sn微滴的凝固特性

固理论已成为经典形核理论的重要组成部分[1]。经典形核理论认为，过冷金属熔体通过结构和能量起伏形成可以稳定存在的晶核，随后通过其长大来完成凝固过程[2]。相对于均质形核，异质形核热力学能垒低，所需驱动力小，同时金属熔体中存在的微小杂质也可为异质形核提供形核界面，从而促进形核过程的发生，故实际金属的凝固过程多为异质形核[3]。已有较多文献探究了界面对异质形核的催化作用。Ma等[4]研究发现，Co衬底界面的晶粒取向和微观组织对SnAgCu金属凝固形核行为有显著

上海金属 2022年4期2022-08-03

Ce/Ce-Zr 夹杂物诱导高强船板钢中针状铁素体形核行为的研究

杂物诱导IAF 形核的机制仍然还存在争议[6-9]，每种机制都有局限性，以下分别就本试验结果对IAF 的形核机制规律进行探讨。3.1 贫Mn 区机制分析通过图1 可以看出，试验钢中能诱导IAF 形核的夹杂物成分绝大部分是（Al-Ce-O，Ce-Zr-O）氧化物与MnS 形成的复合相。这是由于在凝固过程中，冷却温度低于固相线温度时，MnS 不能单独析出，而是在氧化物表面析出[10]。Grong 等[11]研究表明Ti2O3夹杂物粒子诱导IAF 形核可用贫锰区

钢铁钒钛 2022年2期2022-08-03

金属基复合材料原位反应相场模型*

金属熔体界面反应形核的相场模型,并采用该模型模拟了不同参数下相界反应形核过程.结果表明,形核率随着曲率半径及噪声强度的增大而增大,小曲率半径及强噪声条件下新相颗粒尺寸分布更加均匀,形核率随着过冷度的增大而先增大后减小.1 引言金属熔体原位反应生成增强相是制备金属基复合材料的一种重要方法.因具有增强相与基体间界面清洁、可控、结合强度高,以及制备方法简单等优势,该方法一经提出,其反应热力学及动力学过程就得到了广泛的研究[1−8].郭明星等[1]利用基本热力学原

物理学报 2022年9期2022-05-26

NbC对HRB500钢筋凝固过程中异质形核与晶粒细化的影响

b有利于珠光体的形核，可获得更好的性能.珠光体（P）的硬度较贝氏体（B）小、较铁素体（F）大，在冷却处理过程中会发生相变，可以提高钢筋的延展性及强度［10-11］.鉴于HRB500钢中的形核相在高温相变前以γ-Fe存在、相变后以α-Fe存在，本文运用理论计算，对以NbC为基底的形核相γ-Fe、α-Fe进行错配度计算和分析，探讨NbC对HRB500钢筋凝固过程中异质形核的影响，同时研究Nb对HRB500钢筋组织的影响规律.1 原材料与试验方法1#试验钢为含V

建筑材料学报 2022年1期2022-01-25

流槽中除气和过滤作用对晶粒细化剂添加效果的影响

长限制因子和异质形核质点,其中TiAl3是可溶相(当熔体w(Ti)≤0.15 %),而TiB2是难溶相[4-6]。当前最广为接受的细晶机理是溶质Ti富集于TiB2颗粒表面形成的TiB2-2DTiAl3复合结构为α-Al提供形核质点,而TiB2颗粒在铝熔体中的数密度是影响细晶效果的关键因素[7-8]。如表1所示,目前变形铝和铝合金铸锭的晶粒度判定主要根据GB/T 3246.1—2012《变形铝及铝合金制品组织检验方法》。由表1可知,最佳细晶效果对应晶粒度1级

宝钢技术 2021年6期2022-01-19

TGO及初始裂纹对热障涂层裂纹形核与扩展影响的有限元分析

究裂纹在不同位置形核与扩展的影响因素，而裂纹形核位置的变化会影响到裂纹的合并从而影响涂层的寿命。随着有限元技术的发展，内聚力单元法（CZM）和扩展有限元法（XFEM）被用于模拟裂纹的形成与扩展。CZM能有效模拟界面裂纹的扩展，XFEM能够动态地基于求解的方式，模拟裂纹的随机形核与扩展。二者相结合能够更有效地模拟裂纹在涂层中的扩展情况[12-14]。为揭示TBCs裂纹的形成机理，探究不同TGO层尺寸和形貌对裂纹形核位置及其扩展规律的影响，本研究采用内聚力单元

失效分析与预防 2021年5期2021-12-04

材料科学基础课程思政元素融入案例设计*

晶体凝固过程中的形核为例进行课堂设计，将价值塑造、知识传授、能力培养三者融为一体，从而落实立德树人的根本任务，将价值观引导与知识传授和能力培养之中，从而帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。1 课程目标纯晶体凝固过程中的形核属于单组元相图章节中的内容，本节课内容讲课程目标分为价值塑造目标、知识传授目标和能力培养目标。(1)价值塑造目标：运用学科专业知识认知客观世界的本质，从人与自然的关系，树立通过运用科学知识解决自然现象，达到共生和谐的作用。(2)知识

广州化工 2021年19期2021-10-25

高强度钢筋中钛化物诱导固溶体异质形核研究

第二相粒子上优先形核长大。有关钛化物诱导铁基固溶体的异质形，HONEYCOMBE等[11]研究表明沉淀物通常位于铁素体的(100)平面上，最接近于与奥氏体/铁素体的界面平行，成为有效的异质形核。PRIKRYL等[12]研究表明，稳定的TiN颗粒是最有效的微合金化沉淀颗粒，其在连铸过程中对固溶体起到非均匀形核有效性。杨跃标等[13]研究表明，钢中第二相粒子以TiC的沉淀强化效果最为显著。许峰云等[14]研究表明，在微合金钢中，钛能以碳化物、氮化物的形式析出，

贵州大学学报(自然科学版) 2021年5期2021-09-26

Fe-B非晶合金的等温晶化动力学研究*

假设，即等温相变形核遵循位置饱和或者连续形核，且晶核随机分布、各向同性生长。在JMA模型的基础上，Liu等综合考虑形核、生长和碰撞模式，提出了解析相变模型[9-16]并用其解释了很多实验结果[10-12]。解析模型具有类似JMA方程[9-13]的结构，但是在等温转变中生长指数n、有效激活能Q和指数前因子K0是时间的函数。然而，在用解析相变模型对实验结果的拟合过程中，由于不同形核生长模式组合及参数选取的范围大，会增大计算的时间。因此，研究者提出了转变速率最大

西安工业大学学报 2021年3期2021-07-08

第二相粒子对铝合金再结晶的影响研究*

，即再结晶晶粒的形核以及长大过程。在再结晶过程中，析出相对形核和长大过程都存在着重要的影响。实际上，不论是晶核的形核过程还是长大过程都可以看作是晶界的演化过程。因此，析出相对再结晶过程的影响实际上表现在析出相与晶界的相互作用过程中。目前为止，前人对铝合金再结晶过程中析出相与晶界的相互作用过程已经进行了大量的研究。本文将对这部分研究内容进行总结。1 第二相粒子引发的再结晶形核机制铝合金再结晶形核过程包括应变引发的形核以及析出相引发的形核两种机制。再结晶的形核

航空制造技术 2021年9期2021-05-29

Al-Ti-B 细化工业纯铝凝固组织演变过程数值模拟*

[6]等含有异质形核质点的中间合金的方法来细化铝合金铸件的晶粒组织.经过细化处理的铝合金凝固组织演变包括α-Al 形核、晶粒枝晶化以及α-Al 晶粒长大等过程[7], 是熔体内异质核心粒子数量密度与尺寸分布[8]、合金成分[9]、凝固过程中溶质再分配[10]、熔体冷却条件及熔体内温度场、浓度场等因素共同作用的结果.仅通过实验手段难以明确解析凝固组织演变机理及各影响因素的作用.近年来, 人们利用数值模拟的方式对合金凝固过程开展了大量的研究.目前, 铝合金凝固

物理学报 2021年8期2021-05-06

异质形核生长高效多晶硅研究

率高。硅晶体生长形核方式及工艺已有多家机构[4-7]进行阐述和分析，通过对铸造坩埚底部形核剂对晶体质量的影响，不同颗粒度对形核质量的影响，不同表面状态对晶体生长的影响等的实验研究。利用形核剂控制初始长晶，形成稳定诱导形核，并设计匹配的定向生长铸锭炉热场结构和采用特殊的熔化、长晶工艺，实现晶体质量提升，这对于提升硅片品质提高电池片效率、降低光伏产品生产成本有重要意义。1 实验采用GT DSS450型铸锭炉及热场结构，坩埚尺寸为G6型，制作异质形核层，铸锭完成

江西化工 2020年6期2021-01-05

原子尺度均匀形核亚稳态结构的分子动力学研究

论上认为其会经历形核与长大两个过程。即时聚时散的液体原子在某一瞬间聚在一起并超过某一临界尺寸，便形成稳定的核并不断长大直至凝固完成。不难看出，形核是长大的先行过程，研究形核是研究凝固机理的第一步。根据经典形核理论(CNT)，形核过程又分为异质形核与均匀形核，实际生活中多以异质形核为主，均匀形核几乎很难实现，但异质形核更为复杂，往往是先研究均匀形核作为异质形核的研究基础。1 研究方法目前研究这一过程的主要方法有实验、蒙特卡洛法、分子动力学模拟。这三种方法各有

中国金属通报 2020年16期2020-12-20

微波还原鲕状赤铁矿中铁晶粒的形核生长机理

热还原过程铁晶粒形核生长机理研究的文献较少。Sun等[18]研究了鲕状赤铁矿还原过程铁晶粒的生长机理，认为金属铁晶粒生长的第一阶段是由氧化铁矿物的化学反应决定，第二阶段是金属铁的表面扩散和金属铁的扩散相结合控制；朱德庆等[19]利用Hillert模型研究低品位赤铁矿煤基还原中铁晶粒的长大行为，得到铁晶粒的生长活化能132.53 kJ/mol，生长速率常数1.155 μm2/min；贾岩等[7]在鲕状赤铁矿还原过程中主要考察还原温度、还原时间、二元碱度等实验

矿产保护与利用 2020年4期2020-10-09

低温铝诱导非晶硅晶化的热力学机理研究*

下退火，达到异质形核条件，成核长大.非稳定态的硅铝化合物不断地形成稳定态的晶态硅，最后形成稳定的晶硅层和包裹着多余Al的非晶硅层[1].但铝诱导非晶硅晶化不仅包括动力学过程，还包括热力学过程,因此为获得高品质的微晶硅薄膜，还需对其热力学机理进行研究.AIC中的热力学过程主要包括两方面：Si在Al中的扩散和Si的形核及长大.Si的扩散与退火温度有关.在快速光热退火条件下，温度可在短时间内迅速升至设定温度，因此升温过程的影响可忽略.在高温下，硅扩散迅速，硅在铝

云南师范大学学报（自然科学版） 2019年5期2019-10-10

材料科学基础中歧义概念的辨析与讲解

系统自由能变化与形核关系及位向和取向区别为例，以图例方式进行了阐述和辨析，帮助学生深入理解抽象理论及概念，这可为材料科学基础的教学提供新的思路，有利于提高本门课程的教学效果。关键词：材料科学基础;自由能变化;形核;取向;位向中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）09-0194-03 Abstract： The material science foundation course has rich knowledge

高教学刊 2019年9期2019-09-10

微细硬质合金刀具沉积金刚石薄膜的形核研究

具；金刚石薄膜；形核；正交试验0 引言金刚石因具有极高的硬度、弹性模量、室温热导率、耐磨性和极低的摩擦系数、热膨胀系数，在刀具薄膜领域具有很好的应用前景，可有效改善刀具的切削性能，延长加工寿命[1-2]。近些年来，随着电子信息、通讯、汽车、医疗器械等行业对高精度微细零部件的需求日益增加，微细刀具作为微细零部件加工体系中重要的组成部分，对其表面质量和尺寸精度都提出了更加苛刻的要求[3-4]。微细切削速度较高，刀具表面与工件间高速剧烈的相互作用对刀具的耐磨损性

真空与低温 2019年3期2019-07-04

板条组织Ti-22Al-25Nb合金高温高周疲劳行为

可引起疲劳裂纹的形核，疲劳裂纹扩展经过板条O相会发生偏折，从而提高了疲劳裂纹的扩展抗力。因此，具有双尺寸板条组织的Ti-22Al-25Nb合金很有希望被用于制造航空发动机压气机盘件，对其高温高周疲劳性能也应付以充分的关注。为此，本研究对这种仅包含O相板条和B2相基体组织的Ti-22Al-25Nb合金的高周疲劳性能进行分析，研究该组织的Ti-22Al-25Nb合金在高温条件下的疲劳损伤行为，以及疲劳裂纹形核位置对疲劳寿命的影响，以期为双尺寸O相板条组织Ti-

钛工业进展 2019年2期2019-05-14

夹杂物对无缝钢管裂纹形核和长大的力学影响

察，发现金属裂纹形核的位置很多情况下存在夹杂物［8］，裂纹形核如图1所示。本文采用有限元方法，分析16Mn钢受到力学负荷后，其夹杂物对内部应力、应变分布的影响。1 材料化学成分及组织16Mn钢的化学成分见表1；其组织为铁素体，铁素体晶粒尺寸为5.6～18.0 μm，碳化物平均尺寸为 0.46 μm，其中含有条形 MnS 夹杂物［9］。2 有限元模型的建立16Mn钢中MnS夹杂物分布如图2所示，以图2所示L－S面MnS的分布为基础，建立二维平面应变有限元（F

钢管 2019年1期2019-05-05

纳米结构超疏水表面冷凝现象的三维格子玻尔兹曼方法模拟*

均匀性对冷凝液滴形核位置和最终润湿状态的影响规律. 结果表明, 较高的纳米阵列使液滴在纳米结构间隙的上部侧面和底部优先形核长大, 通过采用上下不均匀的间隙可避免液滴在底部形核长大, 而在上部侧面形核的冷凝液滴在生长过程中向上运动, 其润湿状态由Wenzel态转变为Cassie态; 较低的纳米阵列使液滴在纳米结构底部优先形核长大, 液滴的最终润湿状态为Wenzel态; 润湿性不均匀的纳米结构表面使液滴在阵列顶端亲水位置处优先形核长大, 成为Cassie态.冷

物理学报 2019年3期2019-03-13

Mg-10Al2Nd中间合金制备及晶粒细化效果研究

Al2Nd的异质形核协同作用。关键词：Mg-3Nd合金;晶粒细化;显微组织;异质形核DOI：10.15938/j.jhust.2019.05.002中图分类号： TG146.2文献标志码： A文章编号： 1007-2683（2019）05-0007-06Abstract：In this study， the grain refinement behavior of Mg-10Al2Nd master alloy to Mg-3Nd alloy was st

哈尔滨理工大学学报 2019年5期2019-01-14

中科院高性能纳米磷酸铁锂绿色大规模制备工艺取得突破

。该团队通过减小形核窗口时间来增大形核速率，制备出迄今为止产率最高（1.3 mol/L）的LiFePO4。在3C倍率下充/放电循环1000次后，仍能保持初始容量的88%，可满足大规模储能需求。同时，利用沉淀剂将滤液中最有价值的LiOH回收再利用，锂源的有效利用率超过了90%，大幅度降低了生产成本。该研究率先实现了高性能纳米LiFePO4在纯水的合成环境中的绿色高效合成，将有力推动其规模化生产。（图片来源：Green Chemistry）

军民两用技术与产品 2018年23期2019-01-11

粒子激发形核对动态再结晶影响的模拟

已发现了粒子激发形核(particle stimulating nucleation，PSN)现象[12]，且其对静态再结晶的影响也被模拟[13-14]，但它对动态再结晶影响的模拟研究仍然很少，特别是位错密度非均匀分布条件下PSN对DRX影响的模拟还未见报道.因此，基于已创建的位错密度增量非均匀分布元胞自动机(cellular automaton，CA)模型[15]，本文将PSN和粒子钉扎晶界效应引入该模型中，并通过3种不同粒子状态钢的DRX过程模拟研究和

徐州工程学院学报(自然科学版) 2018年4期2018-12-21

氩气雾化Ti-48Al合金液滴的快速冷却和凝固组织

分别建立了液滴的形核与生长模型，以此来分析液滴凝固过程的温度变化。凝固过程经历液相冷却、形核和再辉、偏析凝固、共晶反应和固相冷却5个阶段。在低于液相线的某一温度时，液滴的表面开始形核凝固，并快速进入再辉阶段。再辉之后，液滴的冷却速率由凝固过程所释放的结晶潜热与热交换散热的相对比例决定。当液滴完全凝固之后，进入固相冷却阶段。Levi等[10]假设液滴单点形核，晶核生长时固/液界面与液滴表面呈双曲面分布，在忽略界面形貌和组织形貌的影响条件下，利用单点形核双曲模

材料工程 2018年12期2018-12-18

带有尖角基体上异质形核能力的研究

数情况下，是晶粒形核和生长的过程，其中形核是结晶相变过程的初始阶段[1—3]。形核有均质形核和异质形核两种方式，由于金属液体中总是含有大量的杂质颗粒，晶核往往优先依附于这些杂质的表面而形成。另外，为了控制形核和提高材料的性能，经常向金属液体中加入一些细小的形核剂，使其在金属液体中形成大量分散的人工制造的晶核，因此，异质形核是形核的主要发生形式[4]。研究发现，内部杂质或者外加形核剂的几何特性和材料属性（润湿角）在很大程度上影响其异质形核的能力[5—7]，这

精密成形工程 2018年6期2018-11-23

孪晶诱发的AZ31镁合金静态再结晶行为

主要的静态再结晶形核机制有晶界弓弯形核、亚晶生长形核和孪生形核几种形式[7]。在实际的退火过程中，再结晶机制是非常复杂的，影响因素众多。孪晶在镁合金中低温变形过程中发挥着重要的作用，塑性变形引入的各种孪晶组织作为特殊的形变组织，对后续退火过程的静态再结晶行为具有重要影响[8]。Li等[4]发现，AZ31镁合金变形时产生压缩孪晶和拉伸孪晶，且在退火时压缩孪晶是静态再结晶优先形核位置。杨平等[9]发现，孪晶界是新的再结晶形核地点,孪晶首先可将晶粒进一步分割，一

材料工程 2018年11期2018-11-19

从团簇角度来阐述晶体的形核问题

重要影响液固相变形核源于原子团簇，团簇的结构和性质及其演化规律，在金属凝固形核的最初阶段起着非常重要的作用。因此，要人为地控制金属的固体组织与性能，必须对其液态结构、团簇以及物理性质在凝固过程中的演化规律进行深入的了解认识和控制。关键词：团簇;晶体形核问题人们在凝固初期原子团簇行为方面作了很多努力，有两种不同的观点。其中一种观点认为，形核是靠具有类体心立方结构的团簇堆积进行的，并且这一观点通过Lennard-Jones体系的计算机模拟得到了证实。模拟计算发

中国化工贸易·中旬刊 2018年10期2018-10-21

氯化胆碱−乙二醇低共熔溶剂中Sn2+/Sn的电化学行为

为和Sn的电结晶形核机理。研究结果表明：Sn的电沉积需要一定的过电位，并随温度的升高，所需的过电位减小；获得323 K时的传递系数为0.35，Sn2+的扩散系数为1.628×10−6 cm2/s；在303~343 K内，Sn2+在SnCl2·2H2O/[1ChCl:2EG] DES中的电还原反应属于受扩散控制的准可逆过程；当阴极施加电位较小(较正)时，Sn在玻碳电极上的电结晶过程为受扩散控制的三维瞬时形核，当阴极施加电位较大(较负)时，Sn的电结晶过程更趋

中南大学学报（自然科学版） 2018年9期2018-10-13

基于Al-Ti-B细化剂的铝合金异质形核机制研究进展

合金凝固组织异质形核细化[1, 2]。异质形核晶粒细化包括形核及随后的生长两个阶段，与已有的成熟理论模型描述生长过程相比，对异质形核过程的研究还不充分，形核控制一直是凝固领域的重要问题之一。Al-Ti-B系中间合金最常见的制备方法是氟盐反应法，即在1073 K下向Al熔体中引入K2TiF6和KBF4两种氟盐，经过1 h左右的充分反应可以制得含有硼化物、铝化物的Al-Ti-B系中间合金[1, 3]。控制氟盐的投入比和反应时间，可以制得不同成分配比的Al-Ti

中国材料进展 2018年8期2018-09-22

不同压制压力制备的Al-TiO2-C细化剂对ZL101合金细化效果的影响

TiB2粒子作为形核的核心易聚集，硼化物颗粒不易控制导致生成的细化剂不稳定，且对含有Zr, Mn等元素的铝合金产生“毒化”作用[4-5]，使细化效果衰退，Al-Ti-B系晶粒细化剂的这些缺点限制了其应用。近年来，研究者研发出了Al-Ti-C系晶粒细化剂[6]，TiC作为形核的核心[7]，弥补了Al-Ti-B系晶粒细化剂的不足。Birol[7]通过制备5种不同C含量的Al-Ti-C细化剂，研究了C含量对细化效果的影响。结果表明，Al-3Ti-0.75C细化剂

材料工程 2018年8期2018-08-20

定向凝固Ti—46at%Al合金晶粒组织形成CAFE模拟

验证模型。考察了形核过冷度和自然对流强度对柱状晶向等轴晶转变（CET）、晶粒尺寸、晶粒延长因子以及偏析分布的影响。模拟结果表明：降低形核过冷度可以获得完全等轴晶组织。对于完全等轴晶组织，增大流动强度会加重铸件晶间偏析，而对凝固组织形貌以及晶粒尺寸、延长因子分布无影响。增加形核过冷度，发生CET。流动强度增加导致CET延迟，促进长形晶和等轴晶混合生长，增大晶粒尺寸和延长因子以及加重偏析。CAFE模型可以被用于预测TiAl合金晶粒组织形成以及分析控制机理。关键

哈尔滨理工大学学报 2017年6期2018-01-09

基于快速热分析技术Al基体中纳米Bi液滴凝固特性

i颗粒。基于经典形核理论，利用快速热分析仪详细研究了镶嵌于Al基体Bi液滴的凝固特性，发现纳米Bi液滴存在两个凝固峰。理论计算两个凝固峰形核接触角分别为90°和93°，说明纳米Bi液滴在Al基体不同晶面催化作用下形核，并造成了纳米Bi液滴凝固双放热峰的产生。此外，过冷度良好的重复性突出了快速热分析技术结合镶嵌纳米液滴研究金属异质形核的独特优势。异质形核 过冷度 镶嵌纳米液滴 快速热分析形核作为凝固过程第一步对组织影响显著，进而改变铸件的宏观性能。金属熔体中

上海金属 2017年6期2017-12-07

CAFF法形核参数对Mg-Y-Zn-Mn-Ca合金凝固组织的影响

24）CAFF法形核参数对Mg-Y-Zn-Mn-Ca合金凝固组织的影响马晓龙，潘龙伟，宗喜梅，牛晓峰，张金山（太原理工大学，山西太原 030024）应用CAFE法与实验相结合的方法，对Mg-Y-Zn-Mn-Ca合金凝固组织进行了模拟研究，确定出了该合金凝固组织模拟的数学模型，同时研究了形核参数（∆Tv,max、∆Tv,σ、nv,max）对合金凝固组织的影响.结果表明，∆Tv,max越大，nv,max越小，晶粒生长越粗大，∆Tv,σ主要控制晶粒的大小区域，随

中国铸造装备与技术 2017年4期2017-09-03

正三棱锥形夹杂物诱导晶内铁素体形核模型研究

物诱导晶内铁素体形核模型研究张彩军，高立娜，胡闻佳，朱立光(华北理工大学 冶金与能源学院，河北 唐山 063009)通过建立晶内铁素体形核模型，结合数学推导发现，基底相为不规则形状的夹杂物比基底相为球形夹杂物形核功小，易诱导铁素体形核。根据数学模型分析球形夹杂物诱导晶内铁素体形核的影响因素。结果表明：夹杂物尺寸过小时不利于诱导晶内铁素体形核，其尺寸增加到0.15μm后，对铁素体的形核影响反而不大；夹杂物与钢液的润湿角越小，越易诱导铁素体形核；夹杂物与钢液的

材料工程 2017年7期2017-07-25

关于液相形核机制的思考

051)关于液相形核机制的思考宋玉来1, 豆志河1， 刘 燕1， 王国承2, 张廷安1(1. 东北大学冶金学院，沈阳110819；2. 辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁鞍山114051)通过对比经典形核理论与二步形核理论，结合第一性原理计算，引出经典形核理论的不足之处.二步形核理论认为，液相析出固态结构的过程经历了一个由液相内部局部波动(结构或浓度)而引发的簇状结构的生成，此类簇状结构一部分在随后的碰撞中分解消失，一部分相互连接而长大，而基于我们当前对形核

材料与冶金学报 2017年2期2017-07-12

微镁处理对铸态低碳钢中夹杂物和组织的影响

导晶内针状铁素体形核，并且在这些夹杂物附近的铁基体中存在贫锰区。理论分析认为这促进了晶内针状铁素体的形核，结晶核心起源于复合夹杂物中镁铝尖晶石的镁空位。氧化物冶金；镁铝复合夹杂物；晶内铁素体1 前言目前，人们对钢铁材料性能的要求越来越高，因此，冶金工作者一直致力于具有高强度高韧性钢铁材料的研究，氧化物冶金技术作为细化晶粒，提高钢强韧性的前沿技术，引起了冶金工作者的广泛兴趣。所谓的氧化物冶金技术[1]就是利用钢中固有的微细夹杂来细化晶粒，其实现途径有两

材料科学与工程学报 2017年3期2017-06-21

管线钢焊缝中晶内针状铁素体的研究进展*

从IAF的本质、形核机理和长大以及影响其形核的因素等几方面进行了详细分析。研究认为，IAF是一种以非金属夹杂物诱发形核长大的组织，夹杂物种类、夹杂物尺寸、原奥氏体晶粒尺寸和冷却速度是影响其形核的主要因素，低碳微合金高强度管线钢焊缝中的IAF具有显著提高管线钢强度和改善韧性的作用。研究结果以期为高性能管线钢焊接的深入研究及生产实践提供科学指导与参考。管线钢；晶内形核针状铁素体（IAF）；形核长大；机理随着全球对石油、天然气需求的日益增长以及管道工业的持续快速

焊管 2016年2期2016-12-15

甲烷浓度对于金刚石膜二次形核的影响

对于金刚石膜二次形核的影响王小安，汪建华，翁 俊，黄 平
（武汉工程大学材料科学与工程学院 湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，武汉 430074）采用实验室研制的石英钟罩式MPCVD装置，在低功率（950 W）条件下，以H2-CH4为反应气源，在不同甲烷浓度下沉积了金刚石膜。利用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱及X射线衍射仪等对金刚石膜二次形核现象进行了分析。实验结果表明：甲烷浓度变化对金刚石膜沉积过程中二次形核有不同程度的影响。甲烷浓度由1.0%上升到2

真空与低温 2016年2期2016-10-09

金属学与金属工艺

g铝合金凝固过程形核模型建立及枝晶生长过程数值模拟陈瑞，许庆彦，柳百成，等针对铝合金砂型铸造较低冷速特点，通过实测和分析不同凝固条件下的冷却曲线，建立了适用于铝合金形核密度随最大形核过冷度呈指数性变化的形核函数.通过与热力学、动力学、平衡相图数据库相耦合，并利用空间坐标变化等算法，建立了适用于三元铝合金二维、三维枝晶生长的CA模型.在该模型中，同时考虑了溶质扩散、成分过冷、曲率过冷、晶体择优取向以及不同组元之间相互作用等重要因素的影响.利用建立的形核和生长

中国学术期刊文摘 2015年15期2015-10-31

过冷却器结冰影响机制的实验

研究，并结合经典形核理论对其在不同工况下的结冰机制进行了分析.1 过冷却器结冰的影响因素过冷水的结冰过程主要包括过冷、形核、生长，其中形核过程对结冰起决定性作用［15-18］.形核就是形成作为结晶中心的晶核，即液相的质点构成可以继续生长的、稳定的结晶相微粒.形核过程分为均质形核与异质形核：在液相开始结晶的整个区域内，自发地、均匀地由液相原子或分子聚集形成新相晶核称为均质形核；在液相内部悬浮的固相质点表面或基底上形成晶核称为异质形核.均质形核的发生需要非常大

同济大学学报（自然科学版） 2015年9期2015-04-16

超声外场对AlTiC细化剂中TiC粒子过冷形核的影响

中TiC粒子过冷形核的影响宁佳杰，李晓谦，董方，黄明哲(中南大学机电工程学院高性能复杂制造国家重点实验室，长沙 410083)在7085铝合金凝固过程中添加质量分数为5%的Al-5Ti-0.2C细化剂，并施加超声外场，运用EPMA、SEM检测超声外场对铝合金溶质元素分布的影响，对比其铸锭凝固组织，探讨超声外场对AlTiC细化剂细化率的影响。研究结果表明：添加AlTiC细化剂的细化率为44.7%，再施加超声外场，细化率可再提高31.4%；EPMA元素面扫描

粉末冶金材料科学与工程 2015年1期2015-03-03

晶内铁素体及其组织控制技术研究概况

促进晶内铁素体的形核来细化钢的组织.晶内铁素体组织具有很高的强度和韧性，焊缝金属中形成晶内铁素体组织能够极大的改善焊缝和热影响区的强度和韧性.1 晶内铁素体组织特点晶内铁素体(Intragranular Ferrite，简称 IGF）是在奥氏体晶内形成的，典型的晶内铁素体相呈编织状，交锁紧密排列，二维形态类似针状，也叫针状铁素体（Acicular Ferrite，简称 AF）.晶内铁素体内部位错平均密度为108～1010条/cm2，铁素体内部C元素含量较少

有色金属科学与工程 2014年6期2014-12-26

氧化物弥散强化MGH956合金冷轧板材的再结晶

过系统研究再结晶形核和长大过程，分析其形成机理［2，3］。然而，MGH956 合金冷轧板材再结晶的组织形貌和晶粒尺寸并非只表现为这一种形态，而是根据加工工艺的不同，还可形成较为均匀的细晶及在组织形貌和晶粒尺寸上呈现出很大差异的混晶等多种组织形态［4］。那么，这些再结晶形态的形核和长大过程如何，是否与极其粗大盘状晶组织同以一种机制形成，这些问题至今未见报道。为更全面地认识、及更合理地解释MGH956 合金冷轧板材的再结晶行为，本文详细检验了具有较为均匀细小和

航空材料学报 2014年5期2014-11-18

微量Ce对退火高级别管线钢组织结构的影响

时的过冷度，增加形核驱动力和单位体积的形核数量[8-9]。同时，在奥氏体变为α＋Fe3C的相变过程中，比Fe原子半径（Fe共价半径为0.1210 nm）大55%的Ce原子（Ce共价半径0.1650nm）偏聚于晶界、亚晶界处，有效地拖拽着Fe原子向相变前沿扩散迁移而限制晶粒的长大。热力学与动力学的作用可有效抑制晶粒长大，从而细化钢材基体组织，为提高钢材的强韧性能奠定了基础。图1 不同Ce含量试样退火后的金相照片2.1.2 Ce含量对M／A岛微观组织形貌的影响

太原理工大学学报 2014年1期2014-10-26

Mg含量对Ti-Mg复合脱氧钢中夹杂物与组织的影响

晶内铁素体的异质形核核心促进形核，同时通过钉扎高温下晶界的移动，抑制奥氏体晶粒的长大来细化晶粒[2-6]。在过去的研究中，人们利用TiN质点或TiN-MnS复合化合物控制焊接热影响区(Heat affected zone，HAZ)奥氏体晶粒长大和促进针状铁素体大量形成，改善HAZ的韧性[7]。但随着焊接技术的不断进步和大线能量焊接技术的广泛应用，焊接热影响区峰值温度越来越高，在高温(1 350℃)的条件下TiN 或TiN-MnS复合化合物质点往往发生固溶，

中国有色金属学报 2013年11期2013-12-15

金刚石粉体对Ni电结晶初期行为的影响

初始阶段，即晶体形核/生长，影响整个镀层的质量与性能，因此，分析粉体对金属电结晶形核/生长过程的影响，明确金属电结晶形核模型和生长机理，可以为生产实践提供重要的理论指导[2]。随着现代表面分析设备的发明，循环伏安(Cyclic voltammetry，CV)和恒电位阶跃(Chronoamperometry，CA)等电化学技术，隧道扫描电镜(Scanning tunneling microscope，STM)、电子扫描电镜(Scanning electron

中国有色金属学报 2013年3期2013-12-14

Ti-48（at%）Al包晶合金中β/α相的过冷形核

初生相和包晶相的形核与生长问题，决定了合金的相选择，从而决定了合金最终凝固组织及使用性能。随着深过冷凝固技术在包晶合金中的应用，C.D.Anderson［7］，Liu［8］等人对 α 相凝固 TiAl（50at% ～55at%Al）二元合金，W.Löser，O.Shuleshova，H.Hartmann 等［9～11］对Ti-Al-Nb三元合金以及李明军等人对其他包晶合金体系如 Fe-Co［12，13］，Fe-Ni［14，15］的过冷凝固研究中均发现了亚稳

航空材料学报 2012年2期2012-07-16

双辊连续铸轧纯铝薄带凝固微观组织模拟及验证

工作通过引入异质形核模型、修正的KGT枝晶生长模型以及柱状晶等轴晶竞争转变（CET）模型，对双辊连续铸轧薄带凝固组织形成的微观机理进行了研究。同时，基于元胞自动机（CA）理论建立了双辊薄带连续铸轧凝固组织形成的微观仿真数学模型，为双辊连续铸轧薄带凝固组织形成的数值模拟及组织形成的定量预测奠定了基础。最后利用工业纯铝双辊连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。1 双辊连铸薄带凝固组织演变的微观模型1.1 异质形核模型鉴于双辊薄带连铸凝固的特点，考虑到形核

航空材料学报 2012年3期2012-07-16

形核密度对CVD金刚石涂层附着性能的影响①

气相沉积金刚石由形核和生长两步组成，形核是CVD金刚石涂层沉积的首要环节，直接影响着沉积所得金刚石涂层的性能，如晶粒尺寸、定向生长、透明度、附着力和粗糙度等，对金刚石形核的研究可以很好地控制金刚石涂层生长和金刚石涂层的质量，所以极其重要［4－8］。通常我们是要最大限度地提高金刚石形核的密度，因为高的形核密度可以提高涂层的致密性，从而提高金刚石涂层的附着力［9，10］。本文拟重点考察不同形核工艺参数对CVD金刚石涂层附着力的影响，采用热丝CVD法在硬质合金基

超硬材料工程 2012年2期2012-01-24

低合金高强钢焊缝金属中AF的研究进展

状铁素体(AF)形核的Ti-B合金系，新一代焊材可获得更多更细AF。AF是HSLA焊缝金属的理想组织，具有细小的晶粒尺寸和高密度位错，当含量大于65%，平均板条尺寸约为1 μm时，焊缝金属将具有优异的强韧性。近年来众多学者从不同的角度对AF形核及影响进行了大量的研究［2－6］，但到目前为止，对于AF形核机制及其控制还没有统一的观点，AF在焊材设计中的应用还是非可控的。尽管不同焊接方法，不同合金系，不同N，O含量，不同夹杂物特征参数等对AF的影响不尽相同，但

中国材料进展 2012年1期2012-01-19

微量Ge对Al-1.5Cu-4.0Mg合金时效行为及微观组织的影响

合金中T相的均匀形核析出，并使之细小弥散分布；微量Ge能降低缺陷浓度，抑制S相非均匀形核，导致S相析出的体积分数略微减低。铝合金；时效特性；显微组织；Ge微合金化是提升与改善铝合金综合性能的重要手段。文献[1−2]的结果表明，微量元素对Al-Cu-Mg合金的作用与 Cu/Mg比密切相关。在高 Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金中，微量Ag的存在促使Ω相取代θ′相析出，并引起强度和蠕变性能的提升[3−4]，而微量Si 的添加又将抑制 Ω 相的析出[5−6]。在

中国有色金属学报 2011年7期2011-11-23

物理环境影响蛋白质晶体形核的研究进展

境影响蛋白质晶体形核的研究进展陈瑞卿，刘君，鹿芹芹，刘永明，尹大川西北工业大学生命学院 空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室，西安 710072物理环境是影响蛋白质晶体形核的重要因素。文中回顾了各种物理环境如光、电场、超声波、磁场、微重力、温度、机械振动、异相形核界面对蛋白质晶体形核的影响，并对各物理环境下蛋白质晶体形核的可能机制进行探讨，展望了利用物理环境影响蛋白质晶体形核的研究前景。蛋白质，晶体，形核，物理环境Abstract:This paper 

生物工程学报 2011年1期2011-09-29

非自发形核表面能与润湿角的关系

的重要体现。晶体形核可分为非自发形核与自发形核两种。非自发形核是晶体生长的一种非常重要的方式，是依靠外部杂质为基体的形核过程，当熔体在有助于形核的固体质点、晶体表面及缝隙等上形核时就称为非自发形核。在实际生产过程中，几乎所有通过熔炼和铸造得到的金属材料都是通过非自发形核得到的[1]。事实上，大多数晶体形核都属于非自发形核。当熔液中出现晶核时，系统自由能的变化包括两部分，一部分是液相和固相体积自由能差ΔGV，它是相变的驱动力；另一部分是由于出现了固—液界面，

唐山师范学院学报 2010年2期2010-10-26

氧化物冶金技术应用及进展

物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术。应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。文章讨论了氧化物冶金类型钢的显微组织特征，分析了钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理，简述了氧化物冶金技术的应用前景。利用钢中细小的氧化物，通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织，成为大线能量焊接用钢有效的技术途径。氧化物冶金 非金属夹杂物 晶内铁素体 大线能量焊接 低温韧性0 前言二十世纪七十年代，日本学者M assyoshi Ha

河南冶金 2010年5期2010-04-09