利用喷射成形工艺制备的材料具有快速凝固的特点,可有效避免传统铸锭冶金中由于冷却缓慢造成的铸造缺陷.与粉末冶金技术相比,能直接由液态金属制取大尺寸近终型坯,并克服了粉末冶金中的氧化问题,近年快速凝固被广泛用于研制航空航天飞行器及汽车结构材料.该文采用喷射成形工艺制备镍基高温合金锭,对其组织形成与演变机理进行了分析.建立了雾化阶段处于深过冷条件下的雾化熔滴形核热力学模型.给出了均质形核、异质形核热力学及其相关参数的数学描述,并分析讨论了热力学影响因素.对传统深过冷条件下的枝晶生长动力学进行了修正,得到深过冷条件下雾化熔滴枝晶生长所需的过冷度及生长速率的表达式.雾化熔滴以多种方式形核,当熔滴尺寸介于50~120μm时,雾化熔滴组织多呈现等轴晶.分析认为高的生长速率和较多的潜在晶核是等轴晶组织形成的主要原因.沉积态组织呈均匀细小的等轴非枝晶组织特征,近于无成分偏析.形成半固态沉积层之前,在沉积过程中出现由于快冷作用引发的二次形核.进入半固层阶段后,二次形核现象消失.根据半固态沉积层中固相份数的不同,提出半固层中的合成生长粗化模型.在低固相份数(f<,s><0.5)时,晶体受换热和过冷控制生长;中等固相份数(0.5<0.8)时,粗化受液膜迁移控制:高固相份数(f<,s>>0.8)时,晶粒在形成的架构中扩散粗化.沉积组织高固相份数下的粗化作用受分布于合金中的碳化物、孔隙、氮化物、析出相等分散相的抑制,同时也与固相熔滴形成的架构之间产生的应力抑制作用有关.分析了沉积态组织的孔隙缺陷及其成因,认为在沉积态组织中有包覆型气孔,析出型气孔,凝固缩孔和搭接形成型孔隙.