本文采用单辊实验装置研究了Ni-28%Sn,Ni-30%Sn,Ni-32.5%Sn和Ni-33%Sn合金的快速凝固及组织特征,通过将金属熔体热传导方程与Navier-Stokes方程相耦合,理论计算了液态合金的冷却速率,并借助XRD和SEM分析技术,深入研究了急冷快速凝固条件下Ni-Sn共晶合金的相选择和组织演变规律,定量分析了快速凝固合金的电阻率、抗拉强度、伸长率和耐腐蚀性能,探索了冷却速率和组织形态与合金性能的相关性。研究结果表明:在快速凝固条件下,Ni-Sn合金不形成亚稳新相,凝固组织由a-Ni和β-Ni₃Sn相组成。Ni-32.5%Sn共晶合金的组织形态以不规则共晶为特征。随着冷却速率的增大,层片状规则共晶组织逐渐减少至完全消失,共晶组织明显细化,沿条带厚度方向的均匀性显著提高,晶体形态由粗大的柱状晶向细小的等轴晶转变。快速凝固合金条带存在明显的边缘效应,条带边缘凝固组织异于中部。Ni-28%Sn亚共晶合金的凝固组织沿垂直辊面方向大致分为三个晶区:急冷面细晶区、中部柱状晶区和自由面粗大等轴晶区。随着冷速的增大,柱状晶区厚度减小,晶体形态由柱状晶向等轴晶转变。Ni-30%Sn和Ni-33%Sn近共晶合金处在共生区内接近共生区边界的成分点上,在冷速较低时,熔体凝固时有先析相析出;但是,当冷却速率较高时,先析相析出被抑制,a-Ni和β-Ni₃Sn相竞相形核,交互生长,生长方式由枝晶生长向共晶生长转变,形成细小、均匀的不规则共晶组织。随着冷速的增大,一方面,合金组织细化、晶界增多,对自由电子的散射作用增强,有效电荷数降低,Ni-Sn共晶合金的电阻率显著增大,急冷面电阻率高于自由面电阻率。另一方面,细晶强化作用增强,合金的抗拉强度呈增大趋势,伸长率相应减小。另外,组织细化和均匀性提高使合金内部电位更趋均匀,快速凝固合金的抗腐蚀性能明显提高。