·1336 工程科学学报，第40卷，第11期 全凝固的温度应该略低于1240℃. 2.2K424合金的凝固末期元素偏析及共晶组织的 2.1.2差示扫描量热仪测试结果 析出 为了进一步更准确地研究K424合金在凝固过 进一步分析K424合金中共晶的形成过程，使 程中的行为，采用差示扫描量热仪(DSC)分析K424 用能谱面扫分析1260℃时，K424残余液相及固相 合金在凝固过程中相的析出行为.图6所示为K424 周围的元素分布情况，如图7所示.在凝固末期， 合金以5℃min-1冷却时的DSC冷却曲线.根据冷 部分合金元素在残余液相中富集，如Nb、Co、Cr、 却曲线，K424合金凝固过程中主要包括以下过程： W、V和Zr等碳化物硼化物形成元素，以及Ti、Al (1)K424合金在1345℃开始凝固：(2)1308℃时，MC 等共晶形成元素.根据冷却速度不同，残余液相中 碳化物从液相中析出，同时还可能伴随有硼化物及 的这些元素以不同形式析出.等温淬火时，残余液 共晶组织的析出：(3)1280℃枝晶搭接完成， 相心部富集Zx、B等微量元素，液相与固相交接 1260℃，共晶从残余液相中析出，但是由于DSC测 处，富Al、Ti,可能析出(y+y)共晶组织或粗大的 试冷却速度较慢，共晶数量较少，冷却曲线在这个范 一次y相. 围内发生抖动，因此热峰并不明显：(4)1237℃，凝 共晶周围与基体形成了明显的“界线”，此前有 固结束 研究2表明，这种粗大的、不均匀的y相是在L→ y'+Y共晶反应前发生的L+Y→y包晶反应产生 枝晶生长 的，即初生y'相首先在y相上形核，而在包晶生长 T袋北物=1308℃ 3 的同时，γ相和残余液相也逐渐被消耗，细小的共晶 组织随后在更低的温度下产生.但是文献报 2 道4-6,1)]表明，粗大的y相分布在淬火后的液相周 T=1260℃ 围，粗大的共晶组织（初生Y相）的形成温度比细小 1 T器m始来=1237℃ 的共晶组织的形成温度低[)，共晶组织共晶的形成 T-1345℃ 过程为[s-6]:(1)随着凝固进行，部分元素（如Nb、 Mo、W、Al、Ti、Zr、B等)在枝晶间富集，并且在枝晶 1400135013001250120011501100 温度℃ 间心部区域形成细小的(Y+y)组织；(2)温度继续 图6K424合金热分析测试结果（降温曲线） 降低，在(y+y)周围形成粗大的一次y相.这种 Fig.6 DSC result of K424 alloy cooling process) 粗大的一次y相也被称之为包晶Y相，如图8所 图7等温凝固实验凝固末期元素分布图 Fig.7 Elements distribution in the final solidification stage of the isothermal solidification experiments sample工程科学学报,第 40 卷,第 11 期 全凝固的温度应该略低于 1240 益 . 2郾 1郾 2 差示扫描量热仪测试结果 为了进一步更准确地研究 K424 合金在凝固过 程中的行为,采用差示扫描量热仪(DSC)分析 K424 合金在凝固过程中相的析出行为. 图 6 所示为 K424 合金以 5 益·min - 1冷却时的 DSC 冷却曲线. 根据冷 却曲线,K424 合金凝固过程中主要包括以下过程: (1)K424 合金在 1345 益开始凝固;(2)1308 益时,MC 碳化物从液相中析出,同时还可能伴随有硼化物及 共晶 组 织 的 析 出; ( 3 ) 1280 益 枝 晶 搭 接 完 成, 1260 益 ,共晶从残余液相中析出,但是由于 DSC 测 试冷却速度较慢,共晶数量较少,冷却曲线在这个范 围内发生抖动, 因此热峰并不明显;(4)1237 益 ,凝 固结束. 图 6 K424 合金热分析测试结果(降温曲线) Fig. 6 DSC result of K424 alloy (cooling process) 图 7 等温凝固实验凝固末期元素分布图 Fig. 7 Elements distribution in the final solidification stage of the isothermal solidification experiments sample 2郾 2 K424合金的凝固末期元素偏析及共晶组织的 析出 进一步分析 K424 合金中共晶的形成过程,使 用能谱面扫分析 1260 益 时,K424 残余液相及固相 周围的元素分布情况,如图 7 所示. 在凝固末期, 部分合金元素在残余液相中富集,如 Nb、Co、Cr、 W、V 和 Zr 等碳化物硼化物形成元素,以及 Ti、Al 等共晶形成元素. 根据冷却速度不同,残余液相中 的这些元素以不同形式析出. 等温淬火时,残余液 相心部富集 Zr、B 等微量元素,液相与固相交接 处,富 Al、Ti,可能析出(酌 + 酌忆)共晶组织或粗大的 一次 酌忆相. 共晶周围与基体形成了明显的“界线冶,此前有 研究[21]表明,这种粗大的、不均匀的 酌忆相是在 L寅 酌忆 + 酌 共晶反应前发生的 L + 酌寅酌忆包晶反应产生 的,即初生 酌忆相首先在 酌 相上形核,而在包晶生长 的同时,酌 相和残余液相也逐渐被消耗,细小的共晶 组织 随 后 在 更 低 的 温 度 下 产 生. 但 是 文 献 报 道[4鄄鄄6,17]表明,粗大的 酌忆相分布在淬火后的液相周 围,粗大的共晶组织(初生 酌忆相)的形成温度比细小 的共晶组织的形成温度低[17] ,共晶组织共晶的形成 过程为[5鄄鄄6] :(1) 随着凝固进行,部分元素(如 Nb、 Mo、W、Al、Ti、Zr、B 等)在枝晶间富集,并且在枝晶 间心部区域形成细小的(酌 + 酌忆)组织;(2)温度继续 降低,在(酌 + 酌忆) 周围形成粗大的一次 酌忆相. 这种 粗大的一次 酌忆相也被称之为包晶 酌忆相,如图 8 所 ·1336·