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本文采用熔融玻璃净化及循环过热的方法,使大体积Ni78.6Si21.4共晶合金熔体获得了深过冷和超过冷,并通过人工触发的方法来控制过冷度。采用经典形核理论和瞬态形核理论对深过冷Ni78.6Si21.4合金中的各相（亚稳相和稳定相）的竞争形核进行了理论分析,并给出了不同亚稳相形成的临界过冷度。系统研究了该合金的微观组织演化与熔体过冷度之间的关系。并采用过冷熔体枝晶生长（BCT）模型对不同过冷度下出现的定向生长行为进行了分析。结合化学分析、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X—射线衍射分析亚稳相的形成和组织演化过程。得出如下主要结论: （1） 在氩气保护下,采用玻璃熔融净化和循环过热相结合的方法,首次在大块（约6.5g）Ni78.6Si21.4共晶合金中获得了550K的大过冷度。 （2） 在深过冷Ni78.6Si21.4合金熔体中随着过冷度的增加,依次析出的亚稳相有:β-2-Ni3Si、Ni31Si12、Ni3Si2和Ni3.04Si0.96,并且这些亚稳相都能够在室温下稳定存在。 （3） 在过冷度为72K和195K时得到了定向柱晶组织,根据BCT模型分析了定向柱晶组织的生长行为,并求得了过冷熔体中枝晶生长速度V、枝晶尖端半径R及生长过程中枝晶尖端的热力学过冷度△Tt、溶质过冷度△Tc、曲率过冷度△Tr和动力学过冷度△Tk以及它们与初始过冷度的关系。 （4） 当过冷度超过390K时,首次发现α（Ni）相形貌从非小平面向小平面转变,根据现有的晶体生长理论结合试验结果,对这一反常现象给出了合理解释。西北〔业大学l二学硕士学位论文（5）当合金熔体超过冷凝固时,高度细化的微晶组织被得到。并对合金超过冷下的晶粒细化机制进行了探讨。确定了超过冷条件下晶体组织的骤然细化起因于大过冷度下的高形核率。（6）经典形核理论和瞬态形核理论计算均表明,随着过冷度的增大Ni一Si合熔体中存在竞争形核（包括稳定相和亚稳相,亚稳相和亚稳相之间的竞争形核）。然而瞬态形核理论计算的结果更接近试验事实,说明在过冷熔体中的竞争形核,其动力学预测相对于热力学预测更为准确。关键词:Ni一si共晶合金,深过冷,超过冷,枝晶,亚稳相,微晶