D01:10.133741.is9m1001053x.2009.09.007 第31卷第9期 北京科技大学学报 Vol.31 No.9 2009年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sp.2009 ALa合金不连续枝晶组织形成机理 郑亚虹2》王自东》 董晓娟 1)北京科技大学材料科学与工程学院。北京1000832)无锡市广播电视大学无锡214011 摘要在A-La合金的自由凝固试样中，发现A一35%La合金组织形貌的特殊性，其先结晶相A山1L枝晶沿主干方向成 分是不连续的.为验证这种组织存在的真实性采用定向凝固方法制备了不同冷却速度下的A一35%L合金试样，结果显示 出定向凝固A一35%La合金中A山1La枝晶沿主干方向成分是不连续的.在此基础上.分析了化学成分与凝固速度对A一La 合金组织的影响，并初步探讨了这种不连续枝晶的形成机理. 关键词二元合金：铝镧：凝固：定向凝固；枝晶组织 分类号TG146.2+1 Formation mechanism of the discontinuous dendrite structure in Al-La alloys ZHENG Ya-hong2.WANG Zi-dong.DONG Xiao juan 1)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083 China 2)Wuxi Radio and Television University,Wuxi 214011.China ABSTRACT Al-La alloy samples w ith different compositions were prepared by a free solidification method.The results show that the dendrite structure of AllLas in an AF35%La alloy is disoontinuous.For demonstrating the authenticity of this structure,adopt- ing a direcional solidification method.Al-35%La alloy samples were prepared at different solidification rates.It is indicated that the dendrite structure of Al Las in the AF35%La alloy obtained by directional solidification is discontinuous.The effects of composition and solidification rate on the microstructure of AF La alloys were analy zed and the formation mechanism of the discontinuous dendnite structure w as discussed preliminarily. KEY WORDS binary alloys aluminum:lanthanum;solidification:directional solidification dendrite structure 1981年，Sastry在快速凝固条件下观察到了一 组织.这种组织在S一Cd、Pb一Bi,ZnCu和Fe一Ni 种由亮带和暗带交替出现的组织一带状组织”， 等包晶合金的定向凝固实验中均曾被发现) 在它的生长方向上相是不连续的，成分有微小的变 新加坡学者Tan和Zhang等利研究了用Bridg- 化.随后，研究者在AgCu、ACu、AFe和AZr man法制备的Ls6-,Al4(CuNi),(y=16~29)非晶 等合金系快速凝固实验中也观察到了带状组织，证 合金的非晶形成能力与枝晶及共晶生长的关系.冷 明了暗带是初生树枝相，亮带是胞晶相；亮带的化学 却速度大于I2K°s时，合金组织主要为a一La枝 成分与合金的名义成分接近，暗带和亮带的化学成 晶与共晶组织：冷却速度进一步增加到15Ks1时， 分相差不犬. 合金组织转变为a一La枝晶与非晶组织.从他们的 随着定向凝固技术在包晶合金中的应用，在定 研究工作中发现Ti-Cu-Ni-Sn及LaC一Ni一Al 向生长的包品合金中发现了初生相和包晶相沿与 等非晶合金中出现的枝晶，其枝晶主干，也即一次枝 固一液界面平行的方向周期性交替生长形成的带状 晶及二次枝晶的形貌与金属中常见的枝晶形貌不 收稿日期：200810-26 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(No.2006CB605200) 作者简介：郑亚虹(1963一).女，副墩授，博士研究生，E-mal:zhengyahong@21cm.com王自东(1964一，男，教授，博士生导师Al-La 合金不连续枝晶组织形成机理 郑亚虹1 , 2) 王自东1) 董晓娟1) 1)北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 2)无锡市广播电视大学, 无锡 214011 摘 要 在 Al-La 合金的自由凝固试样中, 发现 Al-35 %La 合金组织形貌的特殊性, 其先结晶相 Al11La3 枝晶沿主干方向成 分是不连续的.为验证这种组织存在的真实性, 采用定向凝固方法制备了不同冷却速度下的 Al-35%La 合金试样, 结果显示 出定向凝固 Al-35%La 合金中 Al11La3 枝晶沿主干方向成分是不连续的.在此基础上, 分析了化学成分与凝固速度对 Al-La 合金组织的影响, 并初步探讨了这种不连续枝晶的形成机理. 关键词 二元合金;铝;镧;凝固;定向凝固;枝晶组织 分类号 TG146.2 +1 Formation mechanism of the discontinuous dendrite structure in Al-La alloys ZHENG Ya-hong 1 , 2), WANG Zi-dong 1), DONG Xiao-juan 1) 1)School of Mat erials Science and Engineering , University of S cience and Technology Beijing , Beijing 100083 , China 2)Wuxi Radio and Television University , Wuxi 214011 , China ABSTRACT Al-La alloy samples w ith different compositions w ere prepared by a free solidification me thod.The results show that the dendrite structure of Al11La3 in an Al-35%La alloy is disco ntinuous.Fo r demo nstrating the authenticity of this structure , adopt￾ing a directional solidification method , Al-35 %La alloy samples w ere prepared at different solidification rates.It is indicated that the dendrite structure of Al11La3 in the Al-35%La alloy obtained by directional solidifica tio n is discontinuous.The effects of composition and solidification rate on the microstructure o f Al-La alloy s were analy zed, and the fo rmatio n mechanism of the disco ntinuous dendrite structure w as discussed preliminarily. KEY WORDS binary alloys;aluminum ;lanthanum ;solidification;directional solidification;dendrite structure 收稿日期:2008-10-26 基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(No .2006CB605200) 作者简介:郑亚虹(1963—), 女, 副教授, 博士研究生, E-mail:zhengyahong @21cn.com ;王自东(1964—), 男, 教授, 博士生导师 1981 年, Sastry 在快速凝固条件下观察到了一 种由亮带和暗带交替出现的组织 ———带状组织 [ 1] , 在它的生长方向上相是不连续的 ,成分有微小的变 化.随后 ,研究者在 Ag-Cu 、Al-Cu 、Al-Fe 和 Al-Zr 等合金系快速凝固实验中也观察到了带状组织 , 证 明了暗带是初生树枝相, 亮带是胞晶相 ;亮带的化学 成分与合金的名义成分接近, 暗带和亮带的化学成 分相差不大 [ 2] . 随着定向凝固技术在包晶合金中的应用, 在定 向生长的包晶合金中发现了初生相和包晶相沿与 固-液界面平行的方向周期性交替生长形成的带状 组织 .这种组织在 Sn-Cd 、Pb-Bi 、Zn -Cu 和 Fe-Ni 等包晶合金的定向凝固实验中均曾被发现 [ 3] . 新加坡学者 Tan 和Zhang 等[ 4] 研究了用 Bridg￾man 法制备的 La86 -yAl14(CuNi)y(y =16 ～ 29)非晶 合金的非晶形成能力与枝晶及共晶生长的关系.冷 却速度大于 12 K·s -1时 ,合金组织主要为 α-La 枝 晶与共晶组织;冷却速度进一步增加到15K·s -1时, 合金组织转变为 α-La 枝晶与非晶组织.从他们的 研究工作中发现, Ti -Cu -Ni -Sn 及 La-Cu-Ni -Al 等非晶合金中出现的枝晶, 其枝晶主干,也即一次枝 晶及二次枝晶的形貌与金属中常见的枝晶形貌不 第 31 卷 第 9 期 2009 年 9 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.9 Sep.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.09.007