喷射成形原位反应TiC/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织

D0I:10.13374/j.issn1001053x.2003.02.013 第25卷第2期 北京科技大学学报 VoL.25 No.2 2003年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2001 喷射成形原位反应TiC/A-FeV-Si复合 材料的显微组织 胡敦芫”黄赞军”杨滨”崔华)张济山》熊柏青)张永安)朱宝宏) 1)北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京1000832)北京有色金属研究总院，北京100088 摘要使用X射线衍射(XRD)、光镜(OM)、电子扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对在 A-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金中原位反应生成TC的喷射沉积坯件的显微组织进行了分析和研究. 结果表明，原位反应生成的TC颗粒在喷射沉积过程中抑制了针状相的形成，改善了合金的 显微组织，生成的TC颗粒均匀地分布在合金基体中， 关键词喷射沉积：原位反应：耐热铝合金：显微组织 分类号TG146.2 1986年美国联合信号公司(Allied Signal)的 数，%)（美国牌号为8009合金）.在合金熔融后利 Skinner等人利用平流铸造(PFC)方法制备了Al- 用熔铸原位反应方式加入3.0%的TC颗粒，喷射 Fe-V-Si合金".该合金具有良好的室温和高温强 沉积采用环孔式喷嘴，雾化气体为氮气，气体压 度，近20年来广泛应用于航空、航天等领域四.然 力为0.60.8MPa,喷射时熔体温度为1000-1050 而已有的A-Fe-V-Si耐热铝合金都是通过RS/ ℃，导流管直径为3.0mm,沉积距离为400mm.利 PM工艺制备的.该工艺复杂，生产周期长，材料 用NEOPHOT-2型金相显徽镜、S360扫描电镜、 中的氧含量不易控制，因此该合金的应用范围在 H800透射电镜观察复合材料的显微组织.利用 一定程度上受到制约. Riguke X射线衍射仪分析材料的物相. 喷射成形是20世纪90年代国际上大规模发 展起来的一种先进的制备技术，可以直接将液态 2结果和讨论 金属制备成具有快速凝固组织特征的大尺寸坯 图1(a)是A-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金的X射线 件，有效地缩短材料的制备工艺流程、控制材料 衍射谱.从图中可见，材料是由a-Al,AlFe,V)Si 中的含氧量，近年来该技术发展迅速， 和a-AlFeSi三相组成.图1(b)是3%TiC/A1-8.5Fe 在先期的研究中，发现喷射沉积制备的A- Fe-V-Si耐热铝合金存在一些有害的针状相或棒 a 状相，结合原位反应和喷射成形技术，本文研究 了在A-Fe-V-Si合金中原位反应生成TiC的显 微组织，以期开发一种新型的适合喷射成形技术 b 的A-FeV-Si耐热铝合金. 1实验方法 40 60 80 20/) 实验用合金为：A-8.5Fe-1.4V-1.7Si(质量分 ·a-Al oTiC4 Al(Fe,VSi△a-AlFeSi 图1两种材料喷射沉积态的X射线衍射谱 收稿日期200205-15 胡敦芫男，38岁，博士研究生 (a)A8.5Fe-1.4V-1.7s1:(b)3TiC/A8.5fe-1.4V-1.7Si *国家“973”科技攻关项目(No.G1999064905-3) Fig.1 X-ray diffraction spectra of two spray-formed ma- terials

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 七 匕 一 喷射成形原位反应 ‘ 复合 材料的显微组织 胡敦芜 ‘， 黄赞军 ” 杨 滨 ‘， 崔 华 ” 张 济 山 ” 熊柏 青 ， 张永安 ” 朱宝宏 ” 北 京科技大学新金 属材料 国家重 点实验室 ， 北京 匕京有 色金属研 究总院 ， 北京 摘 要 使 用 射 线衍射 、 光 镜 娜 、 电子 扫 描 电镜 、 透射 电镜 等 对在 卜 卜 一 合金 中原位 反应 生成 的喷 射沉积坯件 的显微组织进行 了分 析 和研究 结 果表 明 ， 原位 反 应生 成 的 颗 粒在 喷射 沉 积 过 程 中抑 制 了针 状相 的形 成 ， 改善 了合 金 的 显 微 组 织 ， 生 成 的 颗 粒均匀地 分布在合 金 基体 中 关键词 喷射沉积 原位反 应 耐热铝 合 金 显 微 组 织 分 类号 年 美 国联 合 信 号 公 司 的 等 人 利 用 平 流 铸 造 方 法 制 备 了 一 一 合 金‘月 该 合 金 具有 良好 的室温 和 高温 强 度 ， 近 年 来广 泛 应 用 于 航 空 、 航 天 等领 域 口， 然 而 己有 的 卜 一 耐 热铝 合 金 都 是通 过 工 艺制 备 的 该 工 艺 复杂 ， 生产 周 期长 ， 材 料 中的氧含 量 不 易控 制 ， 因此 该合 金 的应 用 范 围在 一 定程 度 上 受 到 制 约 ， 喷射 成 形 是 世 纪 年代 国际上 大 规模 发 展起 来 的一 种 先进 的制备技 术 ， 可 以直 接将液态 金 属 制 备 成 具 有 快 速 凝 固 组 织 特 征 的大 尺 寸 坯 件 ， 有 效地 缩 短 材 料 的制 备 工 艺 流 程 、 控制 材 料 中 的含 氧 量 ， 近 年 来 该 技 术 发 展 迅速‘ ， 在 先 期 的研 究 中 ， 发现 喷射沉 积 制备 的 卜 一 耐热 铝 合 金 存 在 一 些 有 害 的针 状 相 或 棒 状相 ， 结合 原位 反应 和 喷射 成 形 技术 ， 本 文研 究 了在 合 金 中原位 反应 生 成 的显 微 组 织 ， 以期 开 发 一种 新 型 的适合 喷射 成 形 技 术 的 平 耐 热 铝 合 金 数 ， 美 国牌 号 为 合 金 在 合金 熔 融 后 利 用 熔铸 原位 反 应 方 式加 入 的 颗 粒 ， 喷射 沉 积 采 用 环 孔 式 喷 嘴 ， 雾化气 体 为 氮气 ， 气 体 压 力 为 一 ， 喷 射 时熔 体 温 度 为 一 ℃ ， 导流 管直径 为 ， 沉积 距 离 为 利 用 型 金 相 显 微镜 、 扫描 电镜 、 一 透 射 电镜 观 察 复合 材料 的显 微 组 织 利 用 几 射 线衍 射 仪 分 析 材料 的物 相 结 果 和 讨 论 图 是 卜 合 金 的 射 线 衍射 谱 从 图 中可 见 ， 材料 是 由 “ ， 】 ， 玩 ， 和 。 一 三 相 组 成 图 是 卜 么 二 实验 方 法 实验 用 合 金 为 卜 一 质 量 分 收稿 日期 刁 一 胡敦芫 男 ， 岁 ，博士 研 究生 国家 “ ，，科 技攻关项 目困 一 匕 一 肠 ‘ 伊 ， “ 一 图 两 种材料 喷射 沉积 态 的 射线衍射 谱 习 · · · 习 · 卜 月 ‘ 幻 住 ， 幻呼 肠 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2003．02．013

Vol.25 No.2 胡敦芫等：喷射成形原位反应TiC/AFe-V-Si复合材料的显微组织 ·153· 1.4V-1.7Si复合材料的X射线衍射谱.从中可见， 组织.在该合金的组织中没有发现棒状的金属间 复合材料由a-Al,TiC和Al(Fe,V)Si三相组成，亦 化合物，加入原位反应TiC后A-8.5Fe 即在A1-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金中加入原位反应生 1.4V-1.7Si复合材料的喷射沉积组织得到细化. 成3%TC颗粒后，复合材料在X衍射检测范围内 图3(a)和(b)分别是A1-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金 未发现AlFeSi相.说明原位反应块中的Ti元素和 和3TiC/Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si复合材料喷射沉积 C元素的配比恰当，Ti或C基本上没有与合金熔 态的TEM像.从图中可见，在A-8.5Fe-1.4V- 体中的其他元素发生反应 1.7Si合金中，存在150nm左右的球形相A分布 图2(a)和(b)分别是A1-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金 在基体中，此外还含有粗大的棒状相B.根据对 的铸态和喷射沉积态的金相组织.可以看出，组 各相的EDS衍射谱（见图4(a)和(b)所示），并结合 织中含有粗大的棒状相.图2（©）是原位反应喷射 沉积3TiC/A-8.5Fe-1.4V-1.7Si复合材料的微观 (a) (a) 500nm (b) 25μm (b) 100nm 图3两种A-Fe-V-Si材料喷射沉积态的TEM像. 254m (a)Al-Fe-V-Si:(b)TiC/AI-Fe-V-Si Fig.3 TEM micrographs of two materials as-spray formed (c) (a)TEM micrograph of Al-Fe-V-Si:(b)TEM micrograph of TiC/Al-Fe-V-Si 图1(a)合金材料的X射线衍射谱分析结果，可知 A相为Alz(Fe,V)Si,B相为a-AlFeSi..在3TiC/ A-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金中（见图3(b),除了含有 尺寸在100nm左右球状的硅化合物之外，还有尺 25μm 寸在S0nm左右的球形C相比较均匀地分布在基 图2A-FeV-Si合金的铸态和喷射沉积态的金相组织 体中，结合微区成分分析（见图4（©）)以及复合材 (a),(b)分别为A-Fe-V-Si合金的铸态和喷射沉积态组 料的X射线衍射谱分析结果（见图1(b),可知C 织：(c)TiC/AL-FeV-Si复合材料的喷射沉积态组织 相为TiC. Fig.2 Microstructures of as-cast and as-spray-deposited 本合金熔体中在热力学上可能形成的化合 Al-Fe-V-Si alloys.(a)Microstructures of as-cast Al-Fe-V- 物相有TiC,AlTi,SiC,Al,Fe,AlFe,AlC,FeC,a- Si and(b)as-spray-deposited Al-Fe-V-Si alloy;(c)Micro- AlFeSi和Alz(Fe,V)Si.从图S所示的各化合物相 structure of as-spray-deposited TiC/Al-Fe-V-Si composite 的形成自由能随着温度变化曲线可以看出，TiC

心 胡敦 芫 等 喷射 成 形 原位 反 应 一 一 复合 材 料 的显 微 组 织 复合 材 料 的 射 线 衍 射 谱 从 中可 见 ， 复 合 材 料 由 一 ， 和 ， ， 三 相 组 成 ， 亦 即在 一 一 一 合 金 中加 入 原位 反 应 生 成 颗 粒 后 ， 复 合 材 料 在 衍 射 检 测 范 围 内 未发 现 相 ， 说 明原 位 反 应 块 中 的 元 素 和 元 素 的配 比恰 当 ， 或 基 本 上 没 有 与 合 金熔 体 中 的其 他 元 素 发 生 反 应 图 和 分 别 是 一 合 金 的铸 态 和 喷 射 沉 积 态 的金 相 组 织 可 以看 出 ， 组 织 中含 有 粗 大 的棒状 相 图 是 原位 反 应 喷 射 沉 积 一 复 合 材 料 的微 观 组 织 在 该 合 金 的组 织 中没 有 发现 棒状 的金 属 间 化 合 物 ， 加 入 原 位 反 应 后 卜 一 复 合 材 料 的喷 射 沉 积 组 织 得 到 细 化 图 和 分 别 是 卜 合 金 和 一 一 一 复 合 材 料 喷 射 沉 积 态 的 像 从 图 中可 见 ， 在 一 一 合 金 中 ， 存 在 巧 左 右 的球 形 相 分 布 在 基 体 中 ， 此 外 还 含 有 粗 大 的棒 状 相 根 据 对 各 相 的 衍 射 谱 见 图 和 所 示 ， 并 结合 辈蘸 图 两 种 一 一 材料 喷射 沉 积 态 的 像 一 一 一 · 一 一 · 一 一 一 一 一 一 一 图 卜 合 金 的铸 态 和 喷射 沉 积 态 的 金 相 组 织 ， 分 别 为 】 卜 一 合 金 的 铸 态 和 喷 射 沉 积 态 组 织 卜 一 复合 材 料 的 喷射 沉 积 态 组 织 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 月 一 一 一 一 一 抚 了 一 一 图 合 金 材 料 的 射 线 衍 射 谱 分 析 结 果 ， 可 知 相 为 ， ， 相 为 一 在 一 一 合 金 中 见 图 ， 除 了含 有 尺 寸 在 左 右 球 状 的硅 化 合物 之 外 ， 还 有 尺 寸在 左 右 的球 形 相 比较 均 匀 地 分 布 在 基 体 中 ， 结合 微 区 成 分 分 析 见 图 以及 复 合 材 料 的 射 线 衍 射 谱 分 析 结 果 见 图 ， 可 知 相 为 本 合 金 熔 体 中在 热 力 学 上 可 能 形 成 的化 合 物 相 有 ， ， ， ， ， ， ， 和 ， ， 从 图 所 示 的各 化 合 物 相 的形 成 自由能 随着温 度 变 化 曲线 可 以看 出 「

·154· 北京科技大学学报 2003年第2期 Alisi (a) 的形成自由能具有最大的负值，说明在本合金熔 体中TiC的形成趋势最强.从图1的结果也表明 煮 反应是按Ti+C(s)→TiC(s)进行的.深入研究表明： 在本合金熔体中原位反应生成TC颗粒时，扩散 Fe Fe 机制和溶解-析出机制同时存在阿.在生成TC颗 Vyhe07 粒的过程中，在较低温度时整个反应过程由扩散 0 4 8 12 16 20 机制控制，在较高温度时由溶解-析出机制控制. (b) 在本实验中，由于T粉和C粉预压的反应块是在 S 熔体较高温度下加入的，在熔体高温作用下，熔 体浸入反应块中使其发生热爆合成反应，直接生 成TiC颗粒.由于反应过程很快，所生成的TiC颗 Fe 粒尺寸细小，并在热爆的作用下，合成的TC颗 粒均匀地分布在熔体中 Fe 在合金熔体中原位反应形成TiC后，紧接着 12 16 进行喷射沉积，含有TiC颗粒的合金液流在高压 (c) 气体的作用下雾化成细小的液滴，这些液滴的平 均尺寸可以由下式计算阿： 山+护 吃 其中，d是熔滴的质量平均粒径（即质量累积率 为50%时的筛孔直径)：k是由实验确定的常数， 当雾化气体为氮气时，k=51.7:0为金属熔体的 0 6 表面张力，此时o。=0.599N/m:d为导流管内径， V/keV 3.5mm:pa是液体合金的密度，2400kgm':nm=1.5 图4合金中A相(aB相b)和C相(c)的EDS衍射谱 ×10Nsm2和n.=8.3×10Ns/m2分别为金属熔体 Fig.4 EDS analyses of phases of the two materials,(a) 和雾化气体的动力粘度：V为雾化气体出口的速 phase A;(b)phase B;(c)phase C 率，此时为300m/s:和J分别是气体和金属熔 体的质量流率， 0 由上式计算该实验中雾化液滴的平均尺寸 为54.55m.假设液滴在任何时候都是等温的， 当由外部散热控制时，其冷却速度为向： -50 T=ShAT Cd 其中，h=k/d,k=2.59WmK为气体的热导： 西 ●Fe,C △T=1000K为合金熔体与冷却气体的温度差：C -100 oAl Ti 班总 =1.18×103Jkg.K为合金熔体热容；d为合金液 o(1/3)ALC, 滴直径. ■AlFe 因此，直径为54.55m的合金液滴的冷却速 150 ◆SiC 度可达到10Ks以上.由于雾化液滴的冷却速度 较高，大多数尺寸较小的合金液滴在其到达接收 基板之前已基本上凝固成固态粉末，而尺寸较大 -200 05001000150020002500 的合金液滴在到达接收基板之前则处于半凝固 T/K 状态，从而在沉积坯件的上表面形成一半固态薄 图5各相形成自由能与温度的关系曲线 层，随着基底的传热和雾化气流的对流以较慢的 Fig.5 Curves of the free energy of formation to tempera- 冷却速度凝固，最终形成致密的沉积坯件， ture for different phases

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 侧 顺 、 、 漱 、 。 。 ， 。 ，。 ，‘飞 ︸ 侧 攀 的形成 自由能具有最 大 的负值 ， 说 明在本合 金熔 体 中 的形 成 趋 势 最 强 从 图 的结 果 也 表 明 反应 是 按 进 行 的 深 入研 究表 明 在本 合 金熔 体 中原位 反应 生成 颗 粒 时 ， 扩 散 机制和 溶解一 析 出机制 同时存在【习 在生 成 颗 粒 的过程 中 ， 在较低温度 时整个 反应过程 由扩 散 机制控 制 ， 在较 高温度 时 由溶解一 析 出机制控制 在本 实验 中 ， 由于 粉 和 粉 预 压 的反应 块 是 在 熔 体较 高温度 下 加 入 的 ， 在熔体 高温 作用 下 ， 熔 体浸 入 反应 块 中使其 发 生热爆合 成 反应 ， 直接 生 成 颗 粒 由于 反应 过 程 很 快 ， 所 生 成 的 颗 粒 尺 寸细 小 ， 并在热 爆 的作 用 下 ， 合 成 的 颗 粒 均匀 地分 布在熔 体 中 在 合 金 熔 体 中原位 反应 形 成 后 ， 紧接 着 进 行 喷射沉 积 ， 含 有 颗粒 的合 金 液 流 在 高 压 气体 的作用 下 雾化成细 小 的液滴 ， 这 些 液滴 的平 均 尺 寸可 以 由下 式计 算‘司 ， 一 “ 瓢 田犷 其 中 ， 诱 。 是熔 滴 的质 量 平 均粒 径 即质 量 累 积 率 为 时 的筛 孔 直 径 机是 由实 验 确 定 的 常 数 ， 当雾 化 气体 为氮 气 时 ， 肠 氏 为 金 属熔 体 的 表 面 张 力 ， 此 时氏 为 导流 管 内径 ， 是 液体合 金 的密度 ， 创 耘 ‘ 份 加 和 叮 ‘ ， 分 别 为金 属熔 体 和 雾化 气体 的动 力粘 度 物 为雾化气 体 出 口 的速 率 ， 此 时 为 凡和 分别 是 气 体和 金属熔 体 的质 量 流 率 由 上 式 计 算 该 实 验 中 雾 化 液 滴 的平 均 尺 寸 为 阿 假 设液 滴在任何 时候 都 是 等温 的 ， 当 由外 部散热控制 时 ， 其 冷 却 速 度 为“ ， 以 沪嘴 冲 人 奋 一‘ 侧 攀 ︸ 图 合金 中 相 尹 相 向和 相 的 衍射谱 幻片 ， 血 卜互五全二’ ， ‘ 。 坏 扮 图 各 相 形 成 自由能与温 度的 关 系曲线 触 留 加 幻 比 其 中 ， 棍， 棍 · 抓 ， · ， 为气 体 的热 导 △几 为合 金熔 体 与 冷 却 气 体 的温 度 差 ‘ ， · ， 为合 金熔 体热 容 为合 金 液 滴 直径 因此 ， 直 径 为 卜 的合 金 液 滴 的冷 却 速 度 可 达 到 少幻 以上 由于 雾 化 液滴 的冷 却 速度 较 高 ， 大 多数尺 寸较 小 的合 金 液滴 在 其 到达 接 收 基板之 前 已基 本上 凝 固成 固态粉末 ， 而 尺 寸较 大 的合 金 液滴 在 到达接 收基 板 之 前 则 处 于 半凝 固 状态 ， 从 而在沉积 坯 件 的上表 面 形 成 一 半 固态薄 层 ， 随着基底 的传热和 雾化气 流 的对 流 以较慢 的 冷 却 速 度 凝 固 ， 最 终 形 成 致 密 的沉 积 坯 件 硼姗 一︵。日 ， 超扭皿籍砷立︾镬决

Vol.25 No.2 胡敦芫等：喷射成形原位反应TiC/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织 ·155· 文献[4,6]报道TiC相与a-A1基体保持有一定 3结论 的位向关系，即(220)c/∥(220)a-,(311)c/311)2. 其错配度6=4k=0.05.能成为异质晶 (1)喷射沉积制备的A-8.5Fe-1.4V-1.7Si合 [dzolnc 金，通过在该合金中原位反应生成TC,改变了合 核的条件为：(1)异质晶核的结晶温度一定要高于 金基体和化合物相的凝固特性，避免了较粗大的 被细化的晶体结晶温度，并且其在高温下稳定， a-AlFeSi相的形成，细化了合金组织. 不会分解或聚集上浮：(2)一晶体要以另一晶体为 (2)原位反应生成的TC在沉积坯件中分布 基体进行结晶，而其对应面上的原子排列要相 均匀 似，它们的晶格常数相近(<10%).这可能有三种 情况：(1)两种晶体结构相同，晶格常数相近：(2) 参考文献 晶体结构相同，晶格常数按一定比例相近，即一 I Skinner D J,Rye R L,Rayhould D.Dispersion streng- 个晶格常数是另一个品格常数的整数倍：（③）晶体 thened Al-Fe-V-Si alloys [J].Scripta Metallurgica,1986, 结构不同，但一个晶体的某一晶面与另一晶体的 20(6):867 某一晶面的原子排列相似可.通过以上对TiC颗 2 Rylands L M,Rye R L,Rayhould D.Coarsening of pre- cipitates and dispersoids in aluminum alloy materials [J]. 粒与a-Al基体之间位向关系的分析可以看出， Journal of Material Science,1994,29:1895 TiC与a-A1基体之间不仅结构相同，而且对应晶 3 Leatham A.Introduction and status of spray forming [A]. 面上的原子排列也相似，TiC完全可以作为a-A1 Proceedings of 4th International Conference on Spray 的形核质点.原位反应生成的TiC对a-Al有形核 Forming[C].USA,】999 催化的作用，使a-A]在较小的过冷度下形核析 4 Tong X C,Fang H S.Al-TiC composite in situ processed 出，从而抑制不利相的产生. by ingot metallurgy and rapid solidification technology 原位反应生成的TC均匀地分布在合金熔体 Part I:Microstructural evaluation[J].Metall Mater Trans A,1998,29:875 中.在合金液滴凝固过程中，分散在合金液滴中 的TC具有形核催化作用而改变了合金基体和 5杨滨，段先进，刘勇，等，熔铸-原位反应喷射成形金 属基复合材料制备新技术仍，中国有色金属学报， 化合物相的形核和生长特性.TiC粒子提高了a- 1999,9:110 A1的形核温度，限制了化合物相的生长空间.另 6 Lavernia E J,Gutierrez E M,Szekely J.A mathematical 外，在熔滴中已形成的TC颗粒在其雾化过程中 model of the liquid dynamic compaction process,Part I: 可能不断地撞击形成的针状相使之破碎而消除 Heat flow in gas atomization [J].International Journal of 了针状相的形成，从而起到了细化组织的作用. Rapid Solidification,1988,4:89 7 Liebermann HH.Rapidly Solidified Alloys [M].New York:Marcel Dekker Inc.1993.68 Microstructure Characteristic of In-situ TiC/Al-Fe-V-Si Composites Prepared by Spray Forming HU Dunyuan",HUANG Zanjun",YANG Bin",CUI Hua",ZHANG Jishan",XIONG Baiqing. ZHANG Yongan",ZHU Baohong" 1)State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088,China ABSTRACT The effect of TiC particles formed by in-situ reactions on the microstructrure of spray-formed Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si alloys was studied by means of XRD,OM,SEM and TEM.The results show that needle-sha- ped AlFeSi is suppressed by TiC and TiC particles distributed homogeneously in the alloy matrix. KEY WORDS spray forming;in-situ reaction;high temperature aluminum alloy;microstructure

胡敦芫 等 喷 射 成 形 原位 反 应 一 一 复 合材 料 的显 微 组 织 文 献 ， 报 道 相 与以 基 体 保 持 有 一 定 的位 向关 系 ， 即 二 、 ， 其错 配 度占 〔内 。」。 一 〔峨 。 〕 一 【峨 。 〕 ， 能成 为异质 晶 核 的条件 为 异 质 晶核 的结 晶温 度 一 定要 高于 被 细 化 的 晶体 结 晶温 度 ， 并 且 其在 高温 下 稳 定 ， 不会 分解 或 聚 集 上 浮 一 晶体 要 以另 一 晶体 为 基 体 进 行 结 晶 ， 而 其 对 应 面 上 的 原 子 排 列 要 相 似 ， 它 们 的 晶格 常 数相 近 这 可 能 有 三 种 情 况 两 种 晶体 结 构 相 同 ， 晶格 常 数相 近 晶体 结构 相 同 ， 晶格 常 数 按 一 定 比例 相 近 ， 即一 个 晶格 常数 是 另 一 个 晶格 常数 的整 数 倍 晶体 结 构 不 同 ， 但 一 个 晶体 的某 一 晶面 与 另 一 晶体 的 某 一 晶面 的原 子 排 列相 似 【 通 过 以上 对 颗 粒 与 仪 基 体 之 间位 向关 系 的分 析 可 以看 出 ， 与仪 基 体 之 间不 仅 结 构 相 同 ， 而 且 对 应 晶 面 上 的原 子 排 列 也 相 似 ， 完 全 可 以作 为 峨 的形 核质 点 原位 反应 生 成 的 对 一 有 形 核 催 化 的作 用 ， 使口一 在 较 小 的过 冷 度 下 形 核 析 出 ， 从 而 抑 制 不 利相 的产 生 原位 反应 生 成 的 均 匀 地 分 布在 合 金 熔 体 中 ， 在 合 金 液滴 凝 固过 程 中 ， 分 散 在 合 金 液 滴 中 的 具 有 形 核 催 化 作用 而 改 变 了合 金 基 体 和 化 合 物相 的形 核 和 生 长 特 性 粒 子 提 高 了 一 的形 核温 度 ， 限制 了化 合 物 相 的 生 长 空 间 另 外 ， 在 熔 滴 中 己 形 成 的 颗 粒 在 其 雾 化 过 程 中 可 能 不 断 地 撞 击 形 成 的针 状 相 使 之 破 碎 而 消 除 了针 状 相 的形 成 ， 从 而 起 到 了细 化 组 织 的作 用 结 论 喷 射 沉 积 制 备 的 目 一 合 金 ， 通 过 在 该合 金 中原位 反 应 生成 ， 改变 了合 金 基 体 和 化 合 物 相 的凝 固特 性 ， 避 免 了较 粗 大 的 一 相 的形 成 ， 细 化 了合 金 组 织 原 位 反 应 生 成的 在 沉 积 坯 件 中分 布 均 匀 参 考 文 献 ， ， 一 一 一 ， ， ， ， 嗯 【 · ， ， 【 【 ， ， 一 恤 ， 加 咖 ， ， 杨滨 ， 段 先 进 ， 刘 勇 ， 等 熔铸一 原 位 反 应 喷射成 形 金 属 基 复合材 料 制 备 新技 术 中 国有 色金 属 学报 ， ， ， ， 们。 ， 【 ， ， 叩 如 一 一 一 一 ， ’ 刀， 刀， ’ ， 刀翻刃 ， 再了口刀 了 夕， 理刃 口 ， 丫 成 ， 之 ， ， ， ， 一 一允而 一 一 一 ， ， 一 一