Nb42Ti21Co37包共晶合金定向凝固组织演化规律

包共晶转变兼具共晶转变和包晶转变双重特征,存在于众多的工业合金中.然而,迄今为止尚未建立起相对完整的包共晶凝固理论模型,关于其凝固机理的相关研究较少.基于此,本研究针对Nb42Ti21Co37包共晶合金开展了不同抽拉速度(V=1,3,5,15,30,70 μm/s)下的定向凝固实验,旨在研究不同抽拉速度下合金的微观组织演化规律,并构建相应的凝固机制.结果表明:Nb42Ti21Co37包共晶合金常规铸态和定向凝固组织中均含有α-Nb、Co6Nb7和TiCo+Co6Nb7包共晶相.随着抽拉速度的逐渐增加,初生相α-Nb依次经历了圆球状→花瓣状→团簇状→枝晶状的转变;伴随着上述过程,淬火界面经历了胞状界面到胞枝晶状界面的转变,并且,在抽拉速度V=70 μm/s时固/液界面消失.其次,定向凝固稳态生长区内包共晶的组织逐渐细化,其层间距(λ)与抽拉速度呈指数线性关系,即A=1+5e25V.当抽拉速度低于5μm/s时,合金的定向凝固过程与平衡凝固相类似;另外,各相在稳定生长区的生长机制为共生生长,随着抽拉速度的增加,包共晶组织的定向排列性逐渐变差.