Abstract
Departing from the volume-averaging method, an overall solidification kinetic model for undercooled single-phase solid-solution alloys was developed to study the effect of back diffusion on the solidification kinetics. Application to rapid solidification of undercooled Ni-15%Cu (mole fraction) alloy shows that back diffusion effect has significant influence on the solidification ending temperature but possesses almost no effect on the volume fraction solidified during recalescence. Inconsistent with the widely accepted viewpoint of Herlach, solidification ends at a temperature between the predictions of Lever rule and Scheil's equation, and the exact value is determined by the effect of back diffusion, the initial undercooling and the cooling rate
چکیده
علاوه بر روش حجم متوسط، یک مدل سینتیک انجماد سرتاسری برای آلیاژهای محلول جامد تک فاز به منظور مطالعه اثر نفوذ بازگشتی روی سینتیک انجماد به وجود آمد. استفاده از این مدل برای انجماد سریع آلیاژ Ni-15% Cu (کسر مولی) نشان داد که اثر نفوذ بازگشتی تأثیر به سزایی بر دمای پایان انجماد داشته اما تقریباً اثری روی کسر حجمی منجمد شده طی سرد شدن ندارد. برخلاف دیدگاه رایج Herlach، انجماد در دمایی بین پیش بینی های قانون اهرم و رابطه Scheil خاتمه یافته و مقدار دقیق با اثر نفوذ بازگشتی، تحت تبرید اولیه و نرخ سرمایش تعیین می شود.
1- مقدمه
هدف اصلی دانش انجماد بهینه کردن خواص مکانیکی و فیزیکی آلیاژهای منجمد شده به وسیله کنترل ریزساختار می باشد. چنین هدفی با درک کامل کل فرآیند انجماد شامل سرمایش مذاب، انجماد و سرمایش جامد انجام پذیر خواهد بود. بنابراین مدل سازی سینتیک انجماد کامل، که در آن مدل های میکروسکوپی و ماکروسکوپی در کنار هم قرار گیرند (یعنی روش میکرو-ماکرو سکوپی) بسیار پر اهمیت می شود چون ارزیابی درست تری از کیفیت و در نتیجه خواص مکانیکی ماده موردنظر حاصل می کند...