[发明专利]多元合金获得210～430K稳定过冷度的凝固方法

摘要

一种多元合金获得210～430K稳定过冷度的凝固方法，通过对熔体进行熔融玻璃净化+温度控制+玻璃净化剂洁净化相结合，实现大体积多元合金深过冷凝固，通过熔融三氧化二硼玻璃减少了合金中的异质核心，循环过热处理可以消除熔体中异质形核质点和高温遗传相，最终极大程度抑制异质形核的发生。本发明中，近液相线保温处理能够使熔体的结构以及温度场在降温过程中有很好的均匀性；通过适时调整玻璃净化剂以改变金属熔体与玻璃界面的形状，防止熔体降温过程中异质形核的产生。本发明使熔体内气泡全部消失，从而使金属熔体达到良好净化并完全与空气隔绝，进而使熔体能够达到210～430K的过冷度。

主权项

1.一种多元合金获得210～430K稳定过冷度的凝固方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，三氧化二硼颗粒的制备；采用常规方法制备三氧化二硼颗粒；所需三氧化二硼颗粒的量m'根据向石英坩埚内加入的三氧化二硼颗粒总高度h、过热处理的循环次数、每次过热处理中三氧化二硼液体吸出量h₄，以及所选用石英坩埚内径d确定；所述三氧化二硼颗粒的量m'的确定：m′=π(d2)2hρ′+nπ(d2)2h4ρ′---(1)]]>公式（1）中ρ'为三氧化二硼密度，ρ'=2.55g/cm³=2.55×10^-3g/mm³；步骤2，试样的准备；将得到的三氧化二硼颗粒分两次装入内径为d，高为H的石英坩埚内，所述加入的三氧化二硼颗粒在所述石英坩埚内的总高度为h；第一次加入的三氧化二硼颗粒高度为h₁，h₁等于总高度h的；将多元合金经超声波清洗并吹干后放入石英坩埚中的三氧化二硼颗粒上表面；再将部分三氧化二硼颗粒放入石英坩埚覆盖在所述多元合金试样上，覆盖的三氧化二硼颗粒的高度为h₂，h₂等于总高度h的，使三氧化二硼颗粒完全包裹试样；步骤3，过热处理；将石英坩埚的温度T₁加热至500～600℃并保温2min，使三氧化二硼颗粒完全融化包裹住多元合金试样；对石英坩埚加热，使多元合金试样的液相线以上温度T₂升温至150～230℃并保温，所述多元合金试样的液相线以上温度T₂的保温时间为t₁min；得到多元合金试样熔体；保温结束后，所述多元合金试样熔体的液相线以上温度T₃降温至30℃并保温；所述多元合金试样的液相线以上温度T₃的保温时间为t₂min；保温结束后，通过负压抽吸管将浮在多元合金试样熔体上的三氧化二硼液体吸出h₄，通过三氧化二硼液体吸附多元合金试样熔体中的杂质；抽吸后，向石英坩埚内加入等量的三氧化二硼颗粒；所述t₁＝1～5min；所述t₂＝2～5min；步骤4，循环过热处理重复步骤3中所述对多元合金试样熔体升温--保温--降温--保温--抽吸/添加过程2～5次；最后一次对所述多元合金试样熔体升温--保温--降温--保温--抽吸/添加过程结束后，使多元合金试样熔体在液相线以上30℃；所述高频感应加热线圈断电，使多元合金试样熔体自然冷却，得到210～430K稳定过冷度的多元合金试样。