.544 北京科技大学学报 1993年No.6 因素，探讨其转变机制，为建立枝胞转变判据奠定基础。 1实验方法 母材Ni一5%Cu合金经真空感应炉熔炼，在氯气保护下，铸成Φ6.4mm的试样，在 区熔定向凝固炉上，凝固成Φ7.0mm的试样。定向凝固晶体生长速度在20~1200um/s范 围内调节，通过改变高频输入功率，控制合金液的过热度来调节温度梯度。微区成分用 CAMBRIDGE STEREOSCAN250MKZ型扫描电镜能谱仪定量测定。用JF1型X射线晶体 分析仪测定晶体生长方向。 2实验结果与分析 2.1由树枝晶向细胞晶转变 在保持温度梯度G=1300K/cm基本不变的条件下，随着生长速度的提高，结晶形貌发 生从平面晶、到粗胞状晶、树枝晶和细胞状晶4个阶段的转变，见图1所示。晶体生长速度 在500ums至700ms区间上，发生树枝晶向细胞晶转变时，由图2可知，在发生树枝晶向 细胞晶转变时，一部分区域先转变，另一部分仍有萎缩的二次枝晶臂存在。并且，树枝晶向 细胞晶转化时，一次臂间距有突然诚小的趋势，图2中右边部分细胞晶间距是21m,左边部 分树枝晶的-一次臂间距是33um。这点和低生长速度下，从粗胞晶向树枝晶转变时，一次臂 间距突然增大相对应5)。 2.2.温度梯度对结晶形貌的影响 生长速度V=800ums固定不变，G=500K/cm时，以树枝晶生长，见图3(a)所示； 2504m 200n 50m 图1结晶形貌随生长速度的变化 (a)平面晶V=20um/s (b)胞状晶V=1204m/s (c)树枝晶V=300um/s (d)细胞晶V=700um/s Fig.1 The transition of the solidified microstructure with the increase of the crystal growth vclocity G=1300K/cm时，完全转变成以细胞晶生长，如图3(b)所示。说明亚快速凝固条件下，温度 梯度对结晶形貌影响显著。这一实验现象表明：温度梯度对快速凝固结晶形态选择的作用可以· 54 4 · 北 京 科 技 大 学 学 报 因素 , 探讨其转 变机 制 , 为建立枝胞 转 变判 据奠定 基础 。 1 993 年 N 6 . 6 1 实验方法 母 材 N i 一 5 % C u 合 金 经 真 空感 应 炉 熔 炼 , 在 氢 气 保 护 下 , 铸成 中 6 . 4 1r m 〕 的试样 , 在 区 熔 定 向凝固炉 上 , 凝 固成 中 7.o m m 的试样 。 定 向凝 固 晶体 生 长速 度 在 20 一 1 2 0 召m / s 范 围 内 调节 , 通 过 改 变 高 频 输 人 功 率 , 控 制 合金 液 的过 热 度 来调 节 温 度 梯 度 。 微 区 成 分 用 C A M B R ID G E S T E R E O S C A N . 25 OM K Z 型扫描 电镜能谱仪 定量测定 。 用 FJ I 型 X 射 线 晶 体 分析 仪测定 晶体 生长 方 向 。 2 实验结果 与分析 2 . 1 由树枝 晶向细胞晶转变 在保持温度 梯度 G L 二 1 30 K /ctn 基 本不 变的条件下 , 随着生 长速 度 的提高 , 结 晶形 貌发 生从平面 晶 、 到 粗胞 状 晶 、 树 枝 晶和细 胞状 晶 4 个阶段 的转 变 , 见 图 1 所示 。 晶体生 长速 度 在 50 0 1尤m s/ 至 7 0 1逮m 阳区 间上 , 发生 树枝 晶 向细胞 晶转变 时 , 由图 2 可知 , 在 发 生 树 枝 晶 向 细胞 晶转变 时 , 一 部分区 域先 转 变 , 另 一部分仍有 萎缩 的二 次枝 晶 臂 存 在 。 并 且 , 树枝 晶 向 细胞 晶转 化 时 , 一次 臂 间距有 突然减 小 的趋 势 , 图 2 中右边部分细 胞 晶间距是 21 拼m , 左 边 部 分树 枝晶 的一 次臂 间距 是 3 月m 。 这 点和 低生 长速度 下 , 从粗胞 晶 向树 枝 晶转变 时 , 一 次 臂 间距 突然 增大相对应 [ ’ } 。 2 . 2 . 温度梯度对结 晶形貌 的影 响 生 长 速 度 V = 80 0 娜 m / s 固 定 不 变 , G , 二 s o K /cnI 时 , 以 树 枝 晶 生 长 , 见 图 3 ( a) 所 示 ; 图 1 结 晶形貌随生长速度的变化 ( a ) 平面晶 F = 2 0 召 m / s ( b ) 胞 状晶 F = 1 2 0 拜m / s ( e ) 树枝晶 V 二 3的 拼 m l s ( d ) 细胞晶 V = 7 0伽m l s iF .g 1 hT e 。习n 崩on of ht e so 石d访ed m i c 双,动n 皿 tCU er 初ht ht e in ~ of 山 e c职阔 脚 w ht v咖d yt G L二 1 30 O K c/ m 时 , 完全 转 变成 以 细胞 晶生 长 , 如 图 3 (b )所示 。 说明亚快 速凝固条件下 , 温度 梯度对结晶形貌影 响显著 。 这一实验现象表明 : 温度梯度对 快速 凝固结 晶形 态 选 择 的作 用可 以