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3 有色金属材料的晶粒细化液态工艺
镁合金晶粒细化的途径为:在液态时加入各种适量的元素、晶粒细化剂,或借助外来能量使枝晶破碎,或快速凝固,从而细化晶粒铸态组织。
溶质元素的影响
合金熔体的凝固速度首先受冷却速度的制约,当冷速一定时主要由溶质元素含量决定。对于由溶质扩散控速的凝固过程,在一定的冷却速度下,晶体的生长速率正比于溶质的扩散速率、同时反比于生长限制因子Qi:
Qi = Co·mi·(ki-1)
Q=ΣQi
式中ki是溶质分配系数,mi是液相线斜率,Co为合金中溶质含量,Q为总生长限制因子。
Q­i越大,溶质元素越不容易发生扩散,晶体的生长速度越慢,晶粒越细。
1.0wt.%的溶质元素在镁合金中的m(k-1)计算值
元素 | m(k-1) | 元素 | m(k-1) |
Na | 6.878 | Hg | 2.602 |
Pd | 4.07 | Eu | 2.49 |
Nd | 3.557 | Tb | 2.073 |
Co | 3.178 | Li | 2.034 |
Sm | 2.943 | Au | 1.979 |
Pr | 2.909 | Ce | 1.725 |
La | 2.895 | Ir | 1.647 |
Yb | 2.685 | Bi | 1.551 |
Ag | 2.675 | Ba | 1.169 |
Cd | 2.644 | Gd | 1.025 |
Tm | 0.557 | Ho | 0.86 |
Er | 0.524 | Dy | 0.828 |
In | 0.363 | Tl | 0.588 |
Lu | 0.123 |