[发明专利]一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法

权利要求书

1.一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，具体步骤为：

S1根据反应系统质量守恒定律，将镁锂合金样品棒在静置热稳定时的样品实际浓度C₀、TGZM效应和锂元素的挥发结合，建立完全液体区的熔体浓度与静置热稳定时间的预测模型；

S2根据预测模型得到不同时间静置热稳定后糊状区附近的定向凝固起始液相浓度C；

S3将得到的定向凝固起始液相浓度C作为定向凝固时的实际浓度进行镁锂合金的定性凝固。

2.根据权利要求1中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述镁锂合金样品棒为Mg-7.3wt％Li合金，采用布里奇曼定向凝固方法静置热稳定Mg-7.3wt％Li合金。

3.根据权利要求1中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，根据反应系统质量守恒定律，糊状区中固体相的总溶质量、完全液体区的总溶质量、糊状区的液相的总溶质量和锂元素的挥发量相加等于整个样品棒静置热稳定后糊状区与完全液相区内锂元素的质量。

4.根据权利要求3中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，静置热稳定后的锂元素质量与静置热稳定前锂元素的质量之间的关系表示为：

其中，f_α为糊状区中液相体积分数，L_α为糊状区长度，C_ɑ为液相线处的浓度，L_g为样品的挥发长度，C_g为挥发浓度，L是完全液相和糊状区的总长度；C_L(α)是糊状区的液体熔体浓度；χ_α是糊状区温度梯度方向上T_E和T_L之间的长度；C₀为糊状区附近完全液相区实际浓度；C为静置热稳定后糊状区附近的定向凝固起始液相浓度。

5.根据权利要求4中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，C_L(α)是糊状区的液体熔体浓度，其为共晶温度线和液相线之间距离的函数，具体为：

其中，C_E是共晶温度T_E下的熔体浓度，G为温度梯度，为液相线斜率C_ɑ为液相线处的浓度。

6.根据权利要求4中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，溶质的挥发浓度为：

C_g＝3.5L_g (9)。

7.根据权利要求4中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，当进行短时间静置热稳定后定向凝固起始液相浓度C的预测时，所述预测模型考虑锂元素挥发。

8.根据权利要求7中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述预测模型为：

其中，

其中，G为参数温度梯度，为液相线斜率C_ɑ为液相线处的浓度，C_E为共晶温度T_E下的熔体浓度；D为考虑锂挥发的锂元素质量。

9.根据权利要求4中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，当进行长时间静置热稳定后定向凝固起始液相浓度C的预测时，所述预测模型不考虑锂元素挥发。

10.根据权利要求9中所述的一种镁锂合金定向凝固起始液相浓度的预测方法，其特征在于，步骤S1中，预测模型为：

其中，

其中，G为参数温度梯度，为液相线斜率C_ɑ为液相线处的浓度，C_E为共晶温度T_E下的熔体浓度。