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本文以Mg-1Sn-2.5Y(wt%)合金为研究对象,研究高压(1GPa和1.5GPa)和冷却条件耦合作用对凝固组织的影响,包括组织演变和物相组成,并对其演变机制进行了探讨,为丰富和发展凝固理论,同时为采用高压技术合成新材料提供科学的理论依据。研究结果表明:凝固压力为1GPa和1.5GPa,高压腔体低冷速端冷却速率为600K/min,高冷速端冷却速率为900K/min时凝固Mg-1Sn-2.5Y合金,由高冷速端至低冷速端晶粒尺寸增大,晶粒度级别数由2降至-1。高冷速端温度梯度大,凝固区域窄,以逐层凝固方式形成细小等轴晶。低冷速端温度梯度小,凝固区域宽,以体积凝固方式形成粗大规则树枝晶,一次枝晶臂较长。细小等轴晶前沿冷却速率降低,温度梯度变小且无最优散热方向,形成粗大等轴晶。两端相向生长,粗大等轴晶前沿与粗大规则树枝晶前沿相互接近,垂直于分界线的最优散热方向上形成柱状晶。分界线端点随着压力的增大向低冷速端靠近,分界线中点位置基本不变。凝固压力为1.5GPa,高压腔体低冷速端冷却速率为600K/min,高冷速端冷却速率为1200K/min时凝固Mg-1Sn-2.5Y合金,由高冷速端至低冷速端晶粒尺寸增大,晶粒度级别数由3降至-1。高冷速端形成细小等轴晶,低冷速端形成粗大等轴晶,两端相向生长,并未形成分界线。高冷速端冷却速率增大,温度梯度变大,细小等轴晶区增厚,且使得低冷速端的温度梯度增大,以中间凝固方式形成粗大等轴晶。常压凝固Mg-1Sn-2.5Y合金的组织由α-Mg基体、弥散分布的颗粒状和长条状Mg Sn Y相以及零散分布的大尺寸的规则块状Mg Sn Y相和鱼骨架状、块状Sn3Y5相组成。高压和冷却条件耦合作用时凝固Mg-1Sn-2.5Y合金,形成树枝晶区组织由α-Mg枝晶以及枝晶间分布着骨架状和块状Mg Sn Y相组成,形成等轴晶区组织由α-Mg基体、弥散分布的颗粒状和短棒状Mg Sn Y相以及块状Sn3Y5相组成。Mg-1Sn-2.5Y合金α-Mg相中溶质元素含量由小到大顺序:铸态<1GPa凝固树枝晶区<1.5GPa凝固树枝晶区<常压固溶处理态<1GPa凝固等轴晶区<1.5GPa凝固等轴晶区。高压凝固Mg-1Sn-2.5Y合金时,形成树枝晶区时,α-Mg相各衍射峰相较于常压均未发生偏移;形成等轴晶区时,随着压力的增大,α-Mg相各衍射峰相较于常压向高角度偏移的程度增大。