第9期 郑亚虹等：A一La合金不连续枝晶组织形成机理 。1135。 a I mm 200山m :A-00附演 30m 6￥430 A 图3A-35%La合金定向凝固组织（纵截面）.下拉速度分别为：(a)Q.05mm"s-;(b)Q2mm:(c)1mm':(d)3mm's1 Fig 3 Structures observed in the A35%La alloy prepared by direct ional solidification (longitudinal sections):the dow nw ard puling velocity is (a)Q 05mm's,(b)Q 2mm's,(c)1mm's,and (d)3mm's,respectively 表3A35%La合金定向凝固组织的特征 前，与之有关的理论或实验研究主要集中在以下几 Table 3 Structural feat ures in the A-35%La alloy prepared by direc- 个方面. tional solidification 3.1熔断机理？01 试样下拉速度/枝晶主干 枝/胞品 定向 编号(mm"sl)连续性 枝晶停止长大后，开始枝晶臂的粗化过程.粗 特征 特征 化过程是二次臂间距的变大及三次臂的溶解，而一 1 005 不连续 胞品特征 有方向性 次臂是不会改变的.另外，在结晶过程中，由于枝晶 2 02 不连续 胞品特征（心部）有方向性（心部） 处于过冷液体的包围中，其结晶潜热的传出较为困 3 1 不连续 枝品特征 无明显方向 难，因此枝晶长大时放出的潜热提高了枝晶臂连接 4 3 不连续胞品特征（心部） 有方向性（心部） 处（此处溶质浓度高、熔点低）的温度，促使局部区域 熔化，出现颈缩现象，颈缩的发展可使枝晶臂之 3讨论 间不再连贯而被低熔点物质分隔.颈缩是合金凝固 从实验结果可以看到：A一La合金的成分在一 过程的一个普遍现象0. 定范围内，其凝固组织的枝晶沿其主干方向的化学 但是，以上理论和实验结果并不能完全说明本 成分是不连续的：合金A一35%La在常规凝固条件 文的实验结果.如图2()所示，枝晶的所有枝干（包 下，获得的组织中的A山1LB枝晶沿其主干方向成 括一次臂)均是不连续的，而图3中的枝（胞）晶的所 分不连续且有规律地周期性变化：而合金成分 有枝干也都是不连续的.如果只是在枝晶分枝的根 (A-35%La)一定，采用不同的凝固速度定向凝固 部（颈缩）熔断，枝晶应该是长短不一的棒状了，而 时，获得的组织中的枝晶（胞晶）的枝干也都是不连 非图2(b~d)和图3所示的周期性间断的枝晶形 续的.造成这种不连续的主要原因还不清楚.目 貌.图 3 Al-35%La 合金定向凝固组织(纵截面).下拉速度分别为:(a)0.05 mm·s -1 ;(b)0.2 mm·s -1 ;(c)1 mm·s -1 ;(d)3 mm·s -1 Fig.3 Structures observed in the Al-35%La alloy prepared by directional solidification (longitudinal sections):the dow nw ard pulling velocity is (a)0.05 mm·s -1 , (b)0.2 mm·s -1 , (c)1 mm·s -1 , and (d)3 mm·s -1 , respectively 表3 Al-35%La 合金定向凝固组织的特征 Table 3 S tructural features in the Al-35%La alloy prepared by direc￾tional solidification 试样 编号 下拉速度/ (mm·s -1) 枝晶主干 连续性 枝/ 胞晶 特征 定向 特征 1 0.05 不连续 胞晶特征 有方向性 2 0.2 不连续 胞晶特征(心部) 有方向性(心部) 3 1 不连续 枝晶特征 无明显方向 4 3 不连续 胞晶特征(心部) 有方向性(心部) 3 讨论 从实验结果可以看到 :Al-La 合金的成分在一 定范围内, 其凝固组织的枝晶沿其主干方向的化学 成分是不连续的 ;合金Al-35 %La 在常规凝固条件 下,获得的组织中的 Al11 La3 枝晶沿其主干方向成 分不连续, 且有规律地周期性变化;而合金成分 (Al-35 %La)一定 , 采用不同的凝固速度定向凝固 时,获得的组织中的枝晶(胞晶)的枝干也都是不连 续的 .造成这种不连续的主要原因还不清楚 .目 前 ,与之有关的理论或实验研究主要集中在以下几 个方面 . 3.1 熔断机理[ 7, 10-11] 枝晶停止长大后, 开始枝晶臂的粗化过程 .粗 化过程是二次臂间距的变大及三次臂的溶解 ,而一 次臂是不会改变的 .另外 ,在结晶过程中 ,由于枝晶 处于过冷液体的包围中 , 其结晶潜热的传出较为困 难 ,因此枝晶长大时放出的潜热提高了枝晶臂连接 处(此处溶质浓度高、熔点低)的温度 ,促使局部区域 熔化[ 7] ,出现颈缩现象, 颈缩的发展可使枝晶臂之 间不再连贯而被低熔点物质分隔.颈缩是合金凝固 过程的一个普遍现象[ 10] . 但是, 以上理论和实验结果并不能完全说明本 文的实验结果 .如图 2(c)所示,枝晶的所有枝干(包 括一次臂)均是不连续的,而图 3 中的枝(胞)晶的所 有枝干也都是不连续的 .如果只是在枝晶分枝的根 部(颈缩)熔断, 枝晶应该是长短不一的棒状[ 7] , 而 非图 2(b ～ d)和图 3 所示的周期性间断的枝晶形 貌 . 第 9 期 郑亚虹等:Al-La 合金不连续枝晶组织形成机理 · 1135 ·