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    Al-Ag-Ge合金熔凝過程中液相流動機制與旋渦組織形成的相關規律研究

    李浩然  阮瑩  魏炳波  
    【摘要】:采用電磁懸浮、感應熔煉、電弧熔煉和電阻熔煉等四種實驗技術,并結合有限元數值模擬方法,系統地研究了Al_(70)Ag_(20)Ge_(10)合金的液相流動規律與凝固機制.與常規慢速凝固情況不同, Al_(70)Ag_(20)Ge_(10)合金在這四種實驗條件下均能形成一種特殊的旋渦狀凝固組織,旋渦組織的形成受到凝固前熔體內的液相流動與冷卻速率的影響.在電磁懸浮與感應熔煉過程中洛倫茲力驅動熔體內的湍流流動,電弧熔煉過程中的湍流流動主要由電弧力引起,在電阻熔煉方式中則受表面張力與浮力驅動引起熔體內的層流流動.在快速流動的作用下, Ag_2Al相領先于近平衡條件下的(Al)相首先形核并以亞穩的旋渦狀枝晶形態生長,在生長過程中保留了合金熔體的流場運動形態.當冷卻速率增加時亞穩Ag_2Al枝晶快速生長,凝固組織中的旋渦密度隨之增加.隨流場驅動力增強,亞穩Ag_2Al枝晶生長的曲率半徑減小,旋渦組織中各相之間的競爭形核與生長更加顯著,最終旋渦組織內部完全形成不規則(Al)+Ag_2Al+(Ge)三相共晶.

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