真空定向凝固对钛硅合金相分离及晶体生长的影响

吕天龙^1,2，魏奎先^1,3,2，宋向阳²，朱奎松²，胡敬飞²，马文会^1,3,2

1. 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室2. 昆明理工大学冶金与能源工程学院3. 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室

摘 要：Ti-85wt.%Si合金熔体通过定向凝固后成功地实现了Si相的分离和TiSi₂晶体的定向生长.研究发现,定向凝固下拉速度为15μm/s时,铸锭的分离界面呈包裹式分布,而3μm/s时铸锭的分离界面横向分布在铸锭的中下部;当下拉速度为3μm/s时,TiSi₂晶粒出现层状结构并且沿某一确定方向生长,并且随着定向凝固的进行,富集层厚度逐渐增加,导致铸锭底部散热能力比侧壁散热能力弱,导致沿铸锭侧壁温度梯度大于沿铸锭底部的梯度,此时TiSi₂将在侧壁形核并沿纵向温度生长,由于侧壁晶粒生长速度大于底部晶粒生长速度,使得分离界面出现弧形结构.当下拉速为3μm/s时获得铸锭的富Si层中Si的质量分数最大,为79.9%.

关键词：Ti-85wt.%Si合金;真空定向凝固;晶体生长;相分离;