论文部分内容阅读
材料的凝固组织直接或间接地决定材料的性能，对凝固过程进行有效控制一直是人们关注的焦点。强磁场作用于金属熔体的凝固过程中将会对熔体流动、晶体的形核和生长、晶粒的迁移和分布等诸多问题产生一定的影响，进而对最终组织的形貌、晶粒大小、相含量和分布以及晶体取向产生作用。了解强磁场的作用规律，对控制材料的微观组织，开发获得具有特殊性能的新材料的制备工艺具有重大的意义。 本文以Mn-59.5wt％Sb包晶合金为研究对象，在不同冷速条件下，进行了有、无磁场条件的Mn-59.5wt％Sb合金凝固的实验研究，通过对液相线温度、包晶转变温度、凝固组织中的相组成、相含量、组织形貌和晶体取向的考察，初步探讨了强磁场对Mn-59.5％wtSb二元合金包晶相变及凝固组织的影响规律，得到的主要结果如下: (1)通过对Mn-59.5wt％Sb合金凝固实验的在线测温研究，发现强磁场使Mn-59.5wt％Sb合金的液相线温度有不同程度的上升，且该上升值随磁感应强度的增加而增加，当所施加的磁感应强度为11.5T时，该合金的液相线温度升高大约3℃。但是包晶反应温度没有明显变化。 (2)通过对Mn-59.5wt％Sb合金组织形貌的分析，发现有、无磁场条件下，随着冷却速度的增加，Mn2Sb的晶粒尺寸逐渐减小，MnSb基体中长条状的Mn2Sb含量逐渐增加并且粗化明显。与无磁场条件下不同的是，施加的磁场使MnSb基体中长条状的Mn2Sb粗化的更加明显且分布密度明显减少。 (3)对Mn-59.5wt％Sb合金凝固组织进行定量金相分析，结果表明:在1℃/min的冷却速度下，强磁场使MnSb相体积分数明显降低。随着冷却速度的增加，强磁场对合金凝固组织中MnSb相体积分数的影响效果减弱。当冷速增加至300℃/min时，施加强磁场未发现合金中MnSb相的体积分数发生明显变化。 (4)利用X射线衍射分析了不同冷速，有、无磁场下凝固组织中MnSb相和Mn2Sb相的取向，发现当冷速为1℃/min时，无磁场条件下，合金中MnSb和Mn2Sb两相随机取向。施加11.5T磁场后，MnSb相的c轴沿垂直于磁场方向取向，Mn2Sb相的(311)面平行于磁场方向取向，可见强磁场可以诱发包晶相变产物发生晶体取向。当冷速增加至300℃/min时，MnSb或Mn2Sb两相在试样的纵截面并没有表现出明显的取向行为。