深過冷條件下Pb-Sb-Sn和Pb-Sn-Zn三元共晶的生長(zhǎng)規(guī)律研究.pdf

1、本文對(duì)三元Pb-Sb-Sn和Pb-Sn-Zn共晶合金在深過冷條件下的快速凝固進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要取得以下幾方面的結(jié)果： 研究了三元Pb-12﹪Sb-4﹪Sn共晶合金在深過冷條件下的快速凝固，實(shí)驗(yàn)中獲得65K(0.13T<,E>)的最大過冷度。對(duì)合金的相組成進(jìn)行了XRD分析，發(fā)現(xiàn)不同過冷度下均由(Pb)、(Sb)和SbSn金屬間化合物三相組成。在小過冷條件下，共晶組織由層片狀(Pb)、(Sb)和SbSn三相交替分布，協(xié)同生長(zhǎng)。隨

2、著過冷度增大，三元層片共晶組織細(xì)化，層片間距減小，并且在三元層片共晶基體中出現(xiàn)了塊狀小平面初生(Sb)相。對(duì)三元共晶的形核與生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了理論分析，并且討論了共晶相的生長(zhǎng)方式和小平面初生(Sb)相的擇優(yōu)生長(zhǎng)方向。結(jié)果表明，三個(gè)共晶相中(Sb)為初生相，并且(Sb)和SbSn以小平面方式生長(zhǎng)。小平面初生(Sb)相沿<100>方向擇優(yōu)生長(zhǎng)。 深入分析了三元Pb-15﹪Sb-10﹪Sn和Pb-8﹪Sb-4﹪Sn合金的快速凝固組織特征

3、及其隨過冷度的演變規(guī)律。對(duì)Pb-15﹪Sb-10﹪Sn合金而言，其快速凝固組織由初生SbSn相、SbSn+(Pb)二相共晶和SbSn+(Pb)+(Sb)三元共晶組成。初生SbSn相以具有小平面特征的枝晶方式生長(zhǎng)，二相共晶和三元共晶分布于枝晶狀初生SbSn相之間以層片狀組織協(xié)同生長(zhǎng)。隨著過冷度增大，凝固組織發(fā)生顯著細(xì)化。初生SbSn相的晶粒尺寸、一次枝晶間距以及體積分?jǐn)?shù)都隨過冷度增大而減小。三元共晶的層片間距λ與過冷度△T之間存在函數(shù)關(guān)系

4、：λ=1.26×10<'3>△T<'-1.4>。并且通過對(duì)生長(zhǎng)速度的理論計(jì)算分析了初生相的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)。Pb-8﹪Sb-4﹪Sn合金的快速凝固組織由初生(Pb)相和(Pb)+SbSn+(Sb)三元共晶組成。其中，(Pb)初生相以枝晶方式生長(zhǎng)，而(Vb)+SbSn+(Sb)三元共晶則是規(guī)則的層片組織。 實(shí)現(xiàn)了三元Pb-71﹪Sn-5﹪Zn共晶合金的深過冷，獲得的最大過冷度為72K(0.16T<,E>)。對(duì)該合金的XRD分析結(jié)果表明，

5、在不同過冷度下，凝固組織均由(Pb)、(Sn)和(Zn)三個(gè)固溶體相組成。深過冷條件下，Pb-71﹪Sn-5﹪Zn共晶合金的凝固組織為非規(guī)則共晶，(Zn)、(Sn)和(Pb)三相的組織生長(zhǎng)形態(tài)分別為條帶狀、枝晶狀和粒狀，其中(Zn)相位于(Sn)枝晶主干的中心，類似包晶凝固組織，(Pb)相則分布于(Sn)相的枝晶間隙中。隨著過冷度增大，初生(Zn)相由小平面生長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)向連續(xù)生長(zhǎng)方式。對(duì)三個(gè)共晶相的形核率與生長(zhǎng)速度進(jìn)行了理論計(jì)算，結(jié)果表明