液态铝合金表面张力快速检测新方法与装置

表面张力是液态合金的重要物性参数之一,铝合金表面张力与其变质处理效果及充型能力等质量参数密切相关,研究铸造铝合金表面张力快速检测方法及装置,对于开发铝合金熔炼质量炉前实时评价系统具有非常重要的实际意义.介绍了一种液态铝合金表面张力快速测试的新方法和新装置,新方法以固定时间内吹入被测液体的气泡个数以及气泡在生长过程中内部压差变化为信息参数,通过回归公式求解表面张力.基于该方法研制的表面张力新型测试装置由单片机测控单元、探头及其锁紧和升降机构、供气单元等部分构成.采用新装置可在5 s内测得铝合金表面张力,且具有较高的测试精度.     

CO2气体保护焊表面张力过渡

CO2气体保护焊采用短路过渡,飞溅大、成形差.在研究CO2气保焊短路过渡理论基础上,深入研究了表面张力过渡各个阶段参数与送丝速度的关系、焊接电压与液桥缩径状态的检测方法.研究表明,在表面张力过渡区内存在一段失控区,增加了表面张力过渡的不确定性.随着送丝速度的变化,熔滴过渡各阶段时间影响液桥分断时的表面张力过渡.依据表面张力过渡对电源特性的要求,提出了两种实现方案,逆变环节控制和输出斩波控制,并指出仅采用逆变环节实现表面张力控制的局限性,研究还表明改变表面张力过渡区的电流值可改善过渡的稳定性.研究方案在实际中得到了验证.     

液态金属表面张力快速电测方法及装置研究

液态合金的质量是影响铸件质量的最直接和最主要的因素之一,在炉前对液态合金的质量进行快速检验对于铸造生产有着重要意义.表面张力是液态合金的基本物理属性,它在许多方面反映了液态合金的特点,并对铸造过程产生重要影响.本文论述了铸造检测技术研究与应用的现状及发展趋势,对铁水质量炉前快速检验的各种方法做了详尽全面的评价,并经过理论分析后认为在一定条件下可以通过测定铁水的表面张力来迅速预测其凝固后的石墨形态并进而预测铸件质量.在对现有的液态合金表面张力测定方法进行对比分析之后,本文提出了一种有别于气泡最大压力法的快速测定表面张力的新方法--气泡幅频当量法,通过测定在规定时间内连续逸出的气泡内压力变化的幅值和气泡个数来反映表面张力的大小,从而使测试时间大大缩短.据此原理我们对常温液体进行了模拟试验,并在此基础上研制了一套便携式的液态合金表面张力快速电测装置.该装置以8098单片计算机为核心,配以高精度微差压传感器及快换式耐高温探头而组成.利用此装置还首次实现了毛细管内径的电测量,使测试过程大为简化.经过实验证明,该装置具有分辨率高、测试速度快(仅需10s钟)、测试精度高、操作方便、工作稳定等特点,配以实用的数学模型后,不仅可以完成对常温液体表面张力的测定,而且完全可以用于实际铸造生产.     

电脑图形处理在静滴法测量液态金属表面张力中的应用

介绍了一种电脑图形处理技术在静滴法测量液态金属表面张力中的应用,及详细操作过程。该方法应用数码摄影、Windows和AutoCAD软件相结合的电脑图形处理技术,测得其他方法无法精确测量的多个参数值,为静滴法测量液态金属表面张力提供一种新的辅助测量技术手段。     

C12-6-C12型Gemini阳离子表面活性剂缓蚀性能与行为的研究

利用白金板法测定了C12-6-C12型Gemini表面活性剂在25℃水溶液中的表面张力,结果表明,Gemini表面活性剂在水溶液中的临界胶束浓度为0.58×10-4mol/L,表面张力相对于水的表面张力有极大下降.采用失重腐蚀试验法和电化学测试技术,研究了C12-6-C12型Gemini阳离子表面活性剂对Crl3钢在2...     

TIG电弧活性化焊接现象和机理研究(3)--活性化TIG焊接中的熔池表面张力测定

利用熔池振荡及熔池谐振信号的检测,以熔池自身固有振荡频率与熔池尺寸的内在关系测定熔池金属表面张力,研究了薄板ＳＵＳ３０４不锈钢ＴＩＧ焊不同熔池尺寸的表面张力变化以及活性剂对熔池表面张力的影响。实验研究方法为焊接熔池表面张力测定中的最初应用。     

球铁石墨形态炉前快速识别技术研究与应用状况评述

球铁石墨形态炉前快速识别技术目前有直接快速检测和间接快速检测两大类。炉前快速金相法是目前仅有的一种直接快速检测法,间接快速检测法有三角试样法、铁液表面观察法、热分析法、相对导热率法、共晶膨胀法、比电阻法和表面张力法等。现对各种方法的原理和优缺点作简要介绍。     

球墨铸铁球化孕育效果评价方法研究进展评述

球墨铸铁球化孕育效果评价方法总体上可分为熔体炉前预测和铸件直接检测两大类,快速、精确、可靠的炉前预测技术可用于铁液状态的调控处理,从而实现熔炼过程闭环控制,而准确、方便的铸件直接检测技术则是球墨铸铁件质量的重要评价手段。综述和分析了球墨铸铁球化孕育效果熔体试样快速预测法和固体试样直接检测法的检测原理和研究进展,包括热分析法、共晶膨胀法、表面张力法、氧活度法、硫活度法、快速金相法、超声法、比电阻法和音频法等。     

不同组元活性剂对不锈钢脉冲TIG焊熔池表面张力的影响

准确获取焊接条件下熔池金属表面张力的基础数据对深入理解焊接过程中熔池金属流动及传热机制、焊缝缺陷形成等具有重要意义,但实时测量十分困难. 采用激光视觉法测量了单一组元(TiO₂,CaF₂)及二组元(30%TiO₂ + 70%CaF₂,70%TiO₂ + 30%CaF₂)活性剂下304不锈钢脉冲钨极氩弧焊熔池振荡频率,并根据特定模式下熔池特征频率与表面张力的解析模型计算了熔池金属表面张力,分析了不同组元活性剂对熔池金属平均表面张力的影响规律,在此基础上研究了不同组元活性剂对焊缝熔深的影响和增加熔深的机理. 结果表明,TiO₂能够改变熔池金属表面张力温度梯度,使熔池金属流动方向发生变化,CaF₂能够降低熔池金属表面张力绝对值,使熔池金属流速增加;二组元活性剂增加熔深是熔池金属流速增加和表面张力温度梯度改变共同作用的结果.     

静滴法测表面张力中各参数的确定

应用致码撮影与电脑软件AutoCAD和Proe相结合的方法,确定静滴法计算表面张力公式中的各参数值.结果表明,该方法计算的表面张力具有较高精度,为静滴法测量高温金属表面张力提供电脑辅助.     

低膨胀硼硅酸盐玻璃熔体密度和表面张力测量

采用静滴法测量并对比典型低膨胀硼硅酸盐玻璃和普通钠钙硅玻璃的熔体密度和表面张力.结果表明,硼硅酸盐玻璃的密度要低于钠钙硅玻璃,二者均随温度升高而线性降低.硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数要低于普通钠钙硅玻璃.在1000～1200 ℃的温度区间内,钠钙硅玻璃的表面张力低于硼硅酸盐玻璃,均随温度升高而线性增加,表面张力温度系数分别为0.11867和0.27867.     

CALCULATION MODEL OF SURFACE TENSION FOR ALLOY MELTS

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｔｅｎｓｉｏｎｆｏｒａｌｏｙｍｅｌｔ．Ｍａｎｙｍｅｔａｌｕｒｇｙｐｈｅｎｏｍｅｎａ，ｓｕｃｈａｓＣＯｂｕｂｂｌｅｓｇｅｎｅｒａｔｉ...     

Sb对锌液与X80钢表面润湿性影响的研究

目的通过添加不同量的Sb元素降低锌液表面张力,提升X80管线钢热浸镀锌可镀性及镀层质量。方法采用改良座滴法在450℃下进行润湿实验,利用轴对称液滴分析软件(ADSA),计算不同Zn-Sb合金熔体在X80钢基板上的接触角,得到450℃时Zn-Sb合金熔体表面张力。通过能谱仪和扫描电子显微镜对镀层表面及截面的微观形貌和组织结构进行分析。结果当Sb添加量为1.0%时,450℃下Zn-Sb合金表面张力约为0.63 N/m,随Sb含量的增加,表面张力逐渐减小,当Sb含量增加到4.0%时,表面张力达到0.46 N/m,远低于纯锌液的0.79N/m。同时,Zn-Sb合金熔体与X80钢的接触角也从最初的57°逐渐减小到43°。锌合金熔体与X80钢界面处形成铁锌化合物组成的连续反应层,且在反应三相线外存在前驱膜,前驱膜的形成使随后的合金液在其上铺展,促进了润湿。结论Sb的添加能有效降低锌液表面张力,减小Zn-Sb合金熔体与X80钢间的接触角。Sb的表面张力较小,倾向于在锌合金表面富集,其作为表面活性元素降低锌液表面张力,从而提高润湿性。     

由铁液表面张力预测和防止灰铸铁针孔缺陷

介绍了灰铸铁件针孔缺陷形成的原因及其与铁液表面张力的关系：认为表面张力越大,针孔缺陷越难形成;阐述了表面张力的测量方法,并提出了表面张力防止针孔的措施。     

A new method of fast measuring surface tension of melt cast iron and its application in graphite shape identification

1. Introduction In a casting process of alloy, many casting process parameters, such as refining and inoculating, gas isolation, mould filling ability and the surface roughness of casting, relate to surface tension of alloy. So, it has been approa- ched for a long time of interest by foundrymen and metallurgists to invent an effective method of fast measuring surface tension. Traditional methods of measuring surface tension can be classified into static and dynamic methods. Static method calcu…     

Tailoring surface quality through mass and momentum transfer modeling using a volume of fluid method in selective laser melting of TiC/AlSi10Mg powder

A selective laser melting (SLM) physical model of coupled radiation transfer and thermal diffusion is proposed, which provides a local temperature field. A strong difference in thermal conductivity between the powder bed and dense material is taken into account. Both thermo-capillary force and recoil pressure induced by the material evaporation, which are the major driving forces for the melt flow, are incorporated in the formulation. The effect of the laser energy input per unit length (LEPUL) on the temperature distribution, melt pool dynamics, surface tension and resultant surface morphology has been investigated. It shows that the surface tension plays a crucial role in the formation of the terminally solidified surface morphology of the SLM-processed part. The higher surface tension of the lower temperature metal near the edge of the melt pool and the thermal-capillary force induced by the surface temperature gradient tend to pull the molten metal away from the center of the melt pool. For a relatively high LEPUL of 750 J/m, the molten material in the center of the melt pool has a tendency to flow towards the rear part, resulting in the stack of molten material and the attendant formation of a poor surface quality. For an optimized processing condition, LEPUL=500 J/m, a complete spreading of the molten material driven by the surface tension is obtained, leading to the formation of a fine and flat melt pool surface. The surface quality and morphology are experimentally acquired, which are in a good agreement with the results predicted by simulation.     

Bi对锌液与X80钢表面润湿性的影响

通过改良静滴法研究Zn-xBi(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金熔体在450℃下与不同基板的润湿行为,对润湿反应之后的表面张力进行计算,并使用扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)分析润湿试验后的试样表面及截面的微观形貌和组织结构。结果表明,在450℃下,Zn-Bi合金表面张力随Bi含量增加呈现先减小再增大的规律。Zn-1.0Bi合金熔体与X80钢的接触角最小,表明添加1.0%Bi(质量分数)后的锌液润湿性最好。Zn-Bi合金熔体中Bi的含量对界面反应强度和界面结构产生影响,进而减小表面张力和接触角。润湿初期Bi元素的快速吸附降低锌液表面张力,使接触角减小。中期由界面反应强度控制,此时形成前驱膜且其促进锌合金熔体在钢基板的流动,从而改善润湿性。     

变质工艺对ZL102铝硅合金表面张力的影响

利用回归正交设计法设计了变质处理影响ZL102铝硅合金表面张力的试验方案，利用自行研制的表面张力快速测定仪炉前测定ZL102铝硅合金液的表面张力，建立了变质工艺影响ZL102铝硅合金表面张力的数学模型。结果表明，变质剂加入量对ZL102铝硅合金表面张力影响显著，变质时间次之，变质温度的影响不明显，交互相和二次相的影响可以忽略。进一步试验表明，利用该数学模型求得的表面张力值与实际测量值偏差较小。     

光纤激光单道抛光模具钢的工艺参数研究北大核心

为提高效率、降低劳动强度,采用激光抛光技术进行表面抛光。使用激光辐射熔化材料层,通过材料自身的表面张力将熔化的材料均匀地分布在表面上。以9CrWMn模具钢为研究对象,使用波长为1 080 nm的光纤激光,以激光功率、扫描速度、离焦量作为影响抛光效果的变量,设计一组正交试验,对工件进行激光单道抛光试验,并分析试验后工件表面单道抛光痕迹。结果表明:在负离焦量的情况下,提高抛光速度、适当降低功率可提高抛光后的表面平整程度。     

Review of current research and application of ductile cast iron quality monitoring technologies in Chinese foundry industry

There is a long history of studying and making use of ductile cast iron in China.Over the years,the foundrymen in China have carried out a lot of valuable research and development work for measuring parameters and controlling the quality in ductile cast iron production.Many methods,such as rapid metallographic phase,thermal analysis,eutectic expansion ratio,surface tension measurement,melt electrical resistivity,oxygen and sulfur activity measurement,ultrasonic measurement and sound frequency measurement,have been used and have played important roles in Chinese casting production in the past.These methods can be generally classified as liquid testing and solid testing according to the sample state.Based on the analysis of the present situation of these methods applied in the Chinese metal casting industry,the authors consider that there are two difficult technical problems to be currently solved in monitoring ductile iron quality.One is to seek an effective method for quickly evaluating the nodularizing result through on-the-spot sample analysis before the liquid iron is poured into the mould.The other is to find a nondestructive method for accurately identifying casting quality before castings are delivered.