第5卷第4期 2011年12月
材料研究与应用
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION
文章编号：1673-9981(2011)04-0249-04
Vol.5.No.4 Dec. 2 0 11
等温热处理制备非枝晶组织的形成机理及影响因素
胥林营
兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，甘肃兰州730050
摘要：合金半固态成形的关键是获取优异的半固态非枝晶组织，对非枝晶组织进行探讨将有助于率富半固态成形理论，加速半固态成形技术的工业化应用，本文以已取得的制备半固态组织的成果为基础，概述了目前半固态非枝晶组织的若干机理，总结了影响等温热处理制备的半固态非枝晶组织性能的一
些因索，以便以后获取更为优异的半固态组织. 关键调：半固态；等温热处理；非枝晶组织
中图分类号：TG249；TG146.2
文献标识码：A
半固态触变压铸是近年来新开发出来的成形技术，它除了具有充型平稳、金属氧化明显减少的特点外，还可以在成形后对铸件进行热处理，提高了产品的性能.性能优异的半固态非枝晶组织是应用半固态成形技术的基础.本文综述了近年来在半固态非枝晶组织制备方面取得的一些成果，指出了目前存在的对非枝晶形成方面的一些不同认识，总结了影
响等温热处理制备半固态组织的因素， 1半固态组织形成理论
半固态非枝晶组织的形成机理主要有枝晶机械断裂机理、枝晶熔断机理和晶粒漂移和混合-拟制机制， 1.1枝晶机械断裂理论
20世纪70年代，Flemings等人最早提出非枝晶组织的形成机理，他们认为，在半固态温度区间对合金熔体进行机械揽拌会促使熔体产生大量的等轴晶粒.在机械搅拌过程中，铸态枝晶组织会受到剪切力及液体的冲剧，当枝晶所受的力超过其所能承受的最大抗弯强度时，初生枝晶的二次枝晶臂会脱落下来，形成新的结晶核心，枝晶本身也会在液体的冲刷作用下逐渐向非枝晶转化，最终获得颗粒状半固
态非枝晶组织[1], 收债日期：2010-11-15
作者简介：青林营（1984一），男，山东幕城人，碳士研究生。万方数据
1.2枝晶熔断理论
Hellawell等人提出了枝晶熔断机理.他们认为，机械搅拌会导致熔体发生紊乱，固液界面之间会产生温度波动，由此产生强烈的温度起伏.当枝晶进人高温区域时，枝晶局部可能会由于高温而发生重熔脱落，枝晶臂根部的溶质富集区不能及时扩散，导致枝晶根部的熔点降低，在合金熔体的冲刷作用下枝晶断裂)
1.3晶粒漂移和混合-拟制理论
张景新等人认为，在电磁搅拌的作用下，合金熔体会发生强烈的混合对流，此时合金的凝固过程不同于常规铸造时的静态结晶，且合金的混合对流改变了熔体的传热和传质方式，因此，结晶组织会不同于铸态组织.晶粒的漂移促进了非均匀形核，细化了晶粒.混合-拟制作用促使晶粒在各个方向上的传热和传质趋于一致，可使晶粒在各个方向均匀地长大，最终形成圆整的半固态组织[3]
等温热处理制备非枝晶组织 2
2.1半固态非枝晶组织形成机理
朱鸣芳等人认为：半固态等温热处理制备非枝晶组织的实质就是相变过程，形成半固态非枝晶组织的主要原因是原子扩散和能量起伏"，兰州理工