《表6 稀土铝共晶反应基本物理参数》

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《双重梯度保温下多元稀土对A356铝合金初生相细化的影响》

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双重梯度保温工艺可以有效减缓上述现象的发生。对于双重梯度保温来说，阶段性的短时保温，为已经在梯度保温温度下发生共晶反应的产物RExAly提供一定的缓冲时间和运动（迁移、扩散）空间，再考虑到熔融状态下杂质粒子的存在，以及熔体本身因温度和浓度不均而引起的熔体对流，使得在一定程度上减缓了RExAly因相互碰撞接触而发生偏聚沉降的速率；另外不同位置处RExAly的扩散及运动速率不同，相互之间总会发生碰撞，从而加速RExAly发生翻转或移动的几率，使得其拥有利于初生相形核所需的裸露晶面的可能性增大，因此初生相的形核效率显著提升。保温温度与保温时间会相互制衡，其梯度工艺的设定要以既能保证各共晶反应充分发生，又能减缓共晶产物的重熔和沉降为准。在较高的保温状态时，考虑此时粒子的扩散能力较强，所以对应保温时间就较短，而在较低的保温状态下，则辅以略长的保温时间。因此，4个阶段分别于645℃等温保温30 s、635℃等温保温40 s、625℃等温保温50 s、615℃等温保温60 s，并按照保温温度由高到低依次发生Al-Gd、Al-Y、Al-Nd、Al-Ce共晶反应，根据XRD的物相分析及一维或二维错配度的计算可知，不同的RExAly与初生相在不同的晶面及晶向上会有不同的形核效率[19-20]，详见表6。所以实验所选的4种稀土对应的RExAly均符合有效或者中等有效形核的要求。