昝 斌，朱 繁，王平义

(金川集团股份有限公司 镍钴资源综合利用国家重点实验室，甘肃 金昌737100)

1 试验材料及方法

对厚度5.5mm 的纯镍板材(合金牌号N6)进行等离子焊接(图1)。板材化学成分(质量分数，%)为，(Ni+Co)99.7，Cu 0.003，Si 0.032，Mn 0.031，C 0.007，Mg 0.015，S 0.001，P 0.0004，Fe 0.027。

图1 N6板材等离子焊接后照片Fig.1 Picture of N6 plate after plasma wedding

2 试验结果

对N6板材焊接区取方块试样，沿试样平行于轧制和垂直轧制两个方向进行金相分析，分别如图2(a)和图2(b)所示。从图2(a)中可明显看到A晶粒中蜂巢状的胞晶组织，说明金相截取面与A晶粒胞晶生长方向垂直，而B晶粒与A晶粒取向差别大，则看不到胞晶。图2(b)中A与B晶粒取向差别较小，可看出B晶粒中存在的胞晶。可以明显看出，焊缝区金属胞状晶均明显被所在的晶粒晶界严格划分，说明胞状晶形成在特定晶粒取向形成。图3是笔者通过热型连铸(连续定向凝固，凝固速度40mm/min)，制备的Cu-0.4Sn合金圆杆[1]，其横截面金相中不同晶粒内的痘状胞晶生长方向都与宏观热流方向相一致，符合成分过冷判据中典型胞晶的生长条件。A晶粒与B晶粒的平面热流方向一致，而且胞状晶明显被所在的等轴晶晶界严格划分，为六边形与四边形的网格状。

图2 N6板材焊接区金相Fig.2 Metallography of N6 plate in wedding zone

图3 定向凝固Cu-0.4Sn合金圆杆金相Fig.3 Directionally solidified Cu-0.4Sn alloy round rod metallography

从图3可以看出，在不同晶粒中的胞状晶与晶体取学向无关，都与热流方向也就是定向凝固方向一致，说明胞晶在定向凝固下生长的确与热流方向平行，与晶体取向无关。

当“成分过冷”使结晶的平界面遭到破坏，在固液界面上出现小的凸起会进入到比住界面处更大的成分过冷区域之中，则小的凸起越长越大，形成胞状晶[3]。……