学科专业：材料加工工程

论文题目：不同快速凝固方式下Ni-Sn反常共晶演化行为

答辩人：汪志太

指导教师：黄卫东 教授

时间：2018年09月26日上午9:00

答辩地点：友谊校区公字楼334室

一、学位论文简介：

共晶合金是一类重要的工业材料。共晶合金的性能在很大程度上取决于共晶结构的规则和非规则特征尺度及共晶相的取向选择，这使得共晶结构的规则性成为共晶理论研究的核心内容。在以往的研究中已发现，在快速非平衡凝固条件下，即使是规则共晶体系也会发生由规则层片或棒状生长向非规则反常共晶生长的转变，但是，目前研究者对反常共晶形成过程中共晶两相的形核及生长竞争机制的认识仍存在较大分歧。为了明确反常共晶的形成机制及其生长行为，本文选用目前共晶研究中应用最为广泛的Ni-Sn合金为研究对象，通过深过冷、激光熔凝及激光熔覆三种快速凝固手段，着重对比考察了凝固过程中共晶两相的形核竞争及外延生长竞争行为，力图明晰不同类型快速凝固过程中的Ni-Sn共晶组织演化行为及其相选择机制，厘清非平衡凝固条件下Ni-Sn反常共晶的形成机理。

主要研究成果及创新点如下：

1.揭示了外延凝固过程中共晶两相生长竞争下的组织演化行为，表明了在外延凝固生长条件下，共晶快速凝固无法得到反常共晶组织。

2.揭示了同时存在激冷形核和外延生长竞争下的共晶凝固组织演化行为，表明在共晶凝固过程中，两相的自由形核应是反常共晶形成的必要条件。

3.揭示了存在柱状晶/等轴晶转变（CET）下的共晶凝固组织的演化行为，进一步证实，共晶凝固过程中，两相的自由形核及其后的快速生长是反常共晶形成的充分必要条件。

4.明确了共晶凝固反常共晶的组织特征和形成机制：α-Ni相取向较一致的反常共晶，其来源于α-Ni相枝晶熔断；α-Ni相取向分散的反常共晶，则来源于共晶两相的解耦生长。

二、攻读博士学位期间以第一作者身份发表与学位论文相关的学术论文：

1. Microstructure evolution in laser surface remelting of Ni–33wt.% Sn alloy. Journal of Alloys and Compounds. 2013, 577: 309-314. (SCI: 000324082800051; IF: 3.133，对应学位论文第五章)

2. Formation of anomalous eutectic in Ni-Sn alloy by laser cladding. Optics & Laser Technology 2018, 99: 154-159 (SCI: 000413878600020; IF: 2.109，对应学位论文第六章)

3.外部冷却条件对激光熔凝Ni-Sn合金反常共晶形成的影响. 中国激光. 2014(12): 97-102 (EI: 20145300387490，对应学位论文第五章)

     4. 激光高速熔凝Ni-33%Sn过共晶合金组织演化, 铸造技术, 2017, (12): 2805-2808(中文核心，对应学位论文第四章)