1、亞快速定向凝固是指：相應(yīng)冷速約為1-10<'3>K/s的凝固過(guò)程。該凝固生長(zhǎng)過(guò)程在溫度梯度G<,L>=100K/cm條件下，其界面定向凝固生長(zhǎng)速率為10<'4>-10<'1>m/s。這是一個(gè)介于亞平衡慢速生長(zhǎng)和遠(yuǎn)離平衡快速生長(zhǎng)間的過(guò)渡區(qū)，凝固體系的界面形態(tài)和穩(wěn)定性等重要特性都有轉(zhuǎn)折性變化。如界面形態(tài)發(fā)生由低速生長(zhǎng)時(shí)的平界面→粗胞晶→發(fā)達(dá)枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)閬喛焖偕L(zhǎng)時(shí)的細(xì)枝晶→細(xì)胞晶→絕對(duì)穩(wěn)定平界面?？焖倌碳夹g(shù)由于其廣闊的應(yīng)用前景，近年來(lái)快速凝

2、固組織形態(tài)的研究工作也取得了許多重要進(jìn)展。相對(duì)而言，從低速凝固至快速凝固之間的亞快速凝固范圍，其組織形態(tài)的研究工作，無(wú)論從理論上還是實(shí)驗(yàn)上都很缺乏。 本文選擇Al-4wt﹪Cu、Al-0.85wt﹪Cu固溶體合金，在以Bridgman法為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)而成的高溫度梯度定向凝固裝置上，通過(guò)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)參量下的系統(tǒng)試驗(yàn)并結(jié)合理論分析，研究了固溶體二元合金在亞快速定向凝固區(qū)間凝固界面形態(tài)的演化規(guī)律。本文所取得的主要成果有： 1．以B

3、ridgman法為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了高溫度梯度定向凝固裝置，并進(jìn)行調(diào)試，解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)備在安裝調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的試樣不完整、坩堝破裂等問(wèn)題。該裝置的性能達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。 2．采用在模殼側(cè)面不同位置插入熱電偶的方法測(cè)定了實(shí)驗(yàn)裝置的溫度梯度，發(fā)現(xiàn)在抽拉速率不變的情況下，試樣溫度梯度隨爐體溫度的升高而增加；在爐溫不變的情況下，隨抽拉速率的從5μm/s增加到300μm/s，1000℃時(shí)的溫度梯度從137K/cm下降到92K/cm。 3．考

4、察了Al-4wt﹪Cu合金亞快速定向凝固組織形態(tài)隨生長(zhǎng)速度變化的選擇規(guī)律。隨著生長(zhǎng)速度的增大，凝固組織形態(tài)呈現(xiàn)出平界面→粗胞晶→發(fā)達(dá)枝晶的變化。得出合金的平胞轉(zhuǎn)變速率在3btm/s-4μm/s之間，胞枝轉(zhuǎn)變速度在30μm/s-100μm/s之間，獲得了胞／枝晶一次間距隨生長(zhǎng)速度變化的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Hunt-Lu數(shù)值模型比較表明，在枝晶范圍實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論模型差別較大，而在胞晶范圍實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論模型則吻合較好。 4．考察了不同