功率超声对T10钢凝固特性的影响

采用功率超声对T10钢的凝固过程进行处理，分析了功率超声对T10钢凝固组织和凝固冷却曲线的影响，并在此基础上探索了超声空化和声流效应对T10钢凝固过程的作用机理。结果表明，功率超声能够细化T10钢凝固组织、缩短凝固时间、降低凝固开始温度，超声波功率为700W时得到均匀细小的等轴晶。     

Pb-Sn合金在功率超声场中的凝固过程研究

研究了功率超声在铅锡合金凝固过程的作用,分析了超声功率、施振温度、熔体的冷却方式等参数的影响机制。结果表明,在功率超声作用下,声空化效应和声流效应使含铅5%的铅锡合金的凝固组织明显细化,随着超声功率的增加,合金组织的细化程度提高,但功率提高到一定程度时,细化作用减弱;施振温度、熔体的冷却方式等参数对超声在铅锡合金凝固过程的作用有较大的影响。     

超声波处理对高碳钢凝固组织的影响

主要研究超声处理对高碳钢凝固组织的作用,分析了超声波功率水平、实验温度对凝固组织的影响。结果表明,超声处理可以明显细化高碳钢的凝固组织;随着超声功率的增加,组织细化程度提高,功率提高到一定程度,细化作用不再明显增强;超声处理效果与实验温度密切相关,温度较低时,树枝晶组织发达,温度为1570℃时,几乎完全转变为等轴晶组织。对高碳钢凝固过程进行超声处理时,起主要作用的是声空化、声流以及超声空化产生的局部高温。     

功率超声对Pb-Sn合金凝固行为的影响

研究了功率超声对铅锡合金凝固过程的影响,分析了其影响机制.结果表明,在功率超声作用下,声空化效应和声流效应使含铅5%的铅锡合金的凝固组织明显细化,并且经过功率600W的超声处理后,先析出相的析出温度升高3℃,凝固温度升高了5℃.随着超声功率的增加,合金组织的细化程度提高,但功率提高到一定程度时,细化作用减弱.     

超声处理对7050铝合金凝固组织晶粒细化影响

研究了功率超声对7050铝合金凝固组织晶粒细化规律。实验结果表明,功率超声施振对7050凝固组织有显著细化作用,并随施振功率的增大,晶粒细化效果增强。但超声施振功率增大到一定程度后,晶粒细化效果不再明显。在铝熔体凝固过程的不同温度区间施加超声振动,温度过高、过低都会减弱细化效果,超声最佳施振温度区间为760～660℃。施振功率为240W时平均晶粒尺寸可达67μm。对平均晶粒尺寸与超声功率分析表明:超声施振功率与细化晶粒尺寸近似满足负指数递减关系,这为超声细晶技术在工业应用方面提供了实验依据。     

功率超声对纯铝凝固组织的影响

对1.5kg的纯铝熔体进行了功率超声辅助凝固试验,研究了功率超声对不同纯度纯铝凝固组织的影响,并比较了机械搅拌与功率超声的细化效果。结果表明,功率超声可以有效细化99.7%工业纯铝以及99.992%高纯铝的凝固组织。功率超声与机械搅拌相比,所获得的凝固组织更均匀且不易产生铸造缺陷。本研究还基于结晶游离理论讨论了功率超声的细化机理。功率超声的空化作用促进了超声耦合头附近液面的异质形核,声流作用则促进了晶粒的游离和沉淀。此二者的综合效应是等轴晶区形成的主要原因。     

功率超声对纯铝凝固组织的影响

对1.5 kg的纯铝熔体进行了功率超声辅助凝固试验,研究了功率超声对不同纯度纯铝凝固组织的影响,并比较了机械搅拌与功率超声的细化效果。结果表明,功率超声可以有效细化w(Al)=99.7%工业纯铝以及w(Al)=99.992%高纯铝的凝固组织。功率超声与机械搅拌相比,所获得的凝固组织更均匀且不易产生铸造缺陷。基于结晶游离理论讨论了功率超声的细化机制。功率超声的空化作用促进了超声耦合头附近液面的异质形核,声流作用则促进了晶粒的游离和沉淀。此二者的综合效应是等轴晶区形成的主要原因。     

连铸过程中超声细晶技术研究

研究了Al-1％Si合金水平连铸过程中施加功率超声对铸坯凝固组织的影响，并对其机理进行了探讨。实验结果表明，随着超声波功率的提高，铸坯凝固组织得到了细化，同时Si元素晶界偏析得到了抑制。理论分析认为当功率超声频率为22．3kHz时，能够发生空化效应的最大空化泡半径为1．02×10^-4m，且随着超声功率的增加，空化泡数量增多。空化泡崩溃时产生局部高温高压，从而导致晶粒细化，改善了Si元素的分布情况。     

超声波熔体处理对高碳钢凝固组织和性能的影响

研究了超声波熔体处理对加稀土的高碳钢凝固组织和力学性能的作用，分析了不同超声波功率对其凝固组织和力学性能的影响。结果表明：超声波处理可以明显细化加稀土的高碳钢的凝固组织；随着超声波功率的增加，组织细化程度提高，功率提高到一定程度，细化作用不再明显增强；超声处理对加稀土的高碳钢强度的影响不大，但是其断面收缩率提高了17．87%-35．64％、伸长率提高了66．54％-102．90％。     

功率超声对铝熔体作用机理研究

研究了在一定超声参数条件下,功率超声对高温铝熔体凝固过程的影响.通过与常规铝锭粗大的柱状晶对比,在高温铝熔体中加入功率超声,能使铝锭晶粒细化,组织分布均匀,铝锭微观晶粒组织表现为细小的等轴晶.着重论述了空化效应及其产生的高温高压理论,从而讨论了局部高温高压在铝熔体凝固过程中引发的各种效应和动力学问题,并从空化效应、声流效应和力学效应等方面,探讨了功率超声对高温铝熔体凝固过程中的作用机理.通过对铝锭组织结果分析总结出,功率超声对高温铝熔体凝固过程是多种效应综合作用的结果,这为功率超声有效应用于铸造提供一定的理论基础.     

Effect of side transmission of power ultrasonic on structure of AZ81 magnesium alloy

In order to promote the application of power ultrasonic in metallurgic industry, ultrasonic vibration is introduced from the side of AZ81 ingot by adopting the automatic-attracting amplitude transformer horn which has independently been designed and produced, and the effect of the side transmission of ultrasonic on the solidification structure of metal is investigated. The results show that under this experimental condition, power ultrasonic can greatly improve the solidification structure of AZ81 magnesium alloy. Compared with the traditional modification methods in which inoculants are added into melt, power ultrasonic has a better performance. The present research gives us a new way for the application of ultrasonic refinement technique.     

超声凝固细晶技术的研究与发展

详细介绍了超声波对锡锑合金、铝基合金、镁合金以及铁基合金等合金凝固组织的细化效果及其作用机理;超声凝固细晶技术是在金属凝固过程中引入适当强度的超声振动,以细化组织的一种新型技术,与传统的细品技术相比,超声技术减少了对环境和材料本身的污染,提高了材料的可回收性;同时,对超声细晶技术的发展前景进行了展望.     

超声场作用下Mg-3Ca合金除气及细化的工艺研究

对Mg-3Ca合金熔体进行超声处理来研究超声功率、施振时间和施振温度对合金除气及凝固组织的影响。结果表明,采用超声波处理技术,可以有效去除Mg-3Ca合金熔体中的气体,从而提高铸锭的致密度。超声除气效果与施振功率、处理时间及处理温度密切相关。当施振功率过小、处理时间过短或过长及处理温度过高或过低均不会有良好的除气效果。熔体处理温度为:700℃,超声功率为150W,处理时间为120s时除气效果最好,除气率可达53.8%。另外,超声波在去除熔体中气体的同时,也使得铸锭的凝固组织变得细小、均匀。粗大的树枝晶不利于气泡的上浮和熔体补缩;而均匀、细小的等轴晶则有利于这一点。     

超声波处理对工业纯铝晶粒细化的影响

试验研究了超声波处理时问和功率对工业纯铝晶粒细化程度的影响。结果表明,随着超声波处理时间的延长,工业纯铝的晶粒细化;随着超声波处理功率的增加,晶粒细化,但是细化程度逐渐减弱,超声波功率与晶粒细化作用之间有一阈值。     

不同超声波处理方式对高碳钢液凝固组织的影响

主要研究了超声处理对高碳钢凝固组织的作用,分析了不同处理方式对其凝固组织的影响。试验结果表明:高碳钢液凝固前进行超声处理,其凝固组织没有发生明显的变化;对加稀土铈的高碳钢液在凝固前进行超声处理,凝固组织细化明显;在钢液凝固过程中引入超声波,初生树枝晶被击碎形成均匀细小的等轴晶,高碳钢凝固组织显著细化。     

侧部导入超声处理对共晶Al-Si合金凝固特性的影响

研究了功率超声处理对ZL102铝硅合金凝固特性的影响。研究发现:在凝固过程中进行超声处理能显著细化共晶硅相,改善其形貌及分布;通过对比未处理、300 W超声波及500 W超声波处理条件下铝硅合金不同部位的力学性能及断口形貌,发现功率超声处理明显提高铝硅合金的力学性能,且随着处理功率的增大,合金的力学性能随之提高。并分析了超声波在铝硅合金中传播时衰减的原因,通过数学方法得到衰减方程,并探讨了其衰减规律。