磁场对金属材料凝固的影响

控制并得到合适的凝固组织一直是材料工作者研究的方向。近年来人们对金属在磁场中的凝固做了一系列研究,取得了一定成果。主要介绍了磁场对金属凝固过程的影响,包括磁场驱动流体流动、控制宏观偏析、改善凝固组织等,并对未来的研究工作进行了展望。     

旋转磁场调控优化Cu-Cr-Zr-Si合金组织和性能

凝固过程是金属材料制备的核心环节,该过程决定了金属的铸态组织及性能。本文以Cu-Cr-Zr-Si合金为研究对象,对其施加旋转磁场,研究了真空下不同磁场电流对Cu-Cr-Zr-Si合金的凝固组织和性能的影响。组织结果表明,随磁场电流增大,晶粒尺寸减小。当磁场电流从40 A增加至120 A,基体的晶粒尺寸从270 μm细化至58 μm。此外,还观察到晶粒形貌逐渐从柱状晶转变为等轴晶,随磁场电流增大,等轴晶区域占比逐渐增加。性能分析表明：相比于未加磁场的合金,在磁场电流 I=40,80 和 120 A 条件下,合金抗拉强度分别提高了 6.1%,7.3%和19.2%;屈服强度提高了6.1%,10.%和19.4%;伸长率则分别提高17.4%,26.1%和60.9%。强度和塑性的提高主要归因于晶粒细化和等轴晶粒占比的提高。合金电导率在很大程度上不受旋转磁场的影响。在凝固过程中施加旋转磁场被认为是调控微观组织实现性能提高并可规模化生产的关键技术。     

电磁能对半连续铸造Al-Si-Cu-Mg合金微观组织与成分偏析的影响

应用新型熔体表面电磁能处理技术对半连续铸造Al-Si-Cu-Mg合金进行电磁能处理,探究电磁能对半连续铸造Al-Si-Cu-Mg合金微观组织与成分偏析的影响。利用光学显微镜（OM）与等离子发射光谱仪对铸锭横断面进行微观组织观察与成分检测。实验结果表明,电磁能作用下,初晶Si减小、形状因子增加,偏聚情况得到改善。α-Al尺寸与二次枝晶臂间距减小。电流增加至40 A,初晶Si尺寸减小29.76%左右,形状因子增加至0.51左右,形状更加接近圆形。心部微观组织中α-Al等积圆直径为18μm,二次枝晶臂间距为11.28μm,边部微观组织中α-Al等积圆直径为11μm,二次枝晶臂间距为7.2μm。以电流40 A为例,电磁能作用下,溶质元素Si, Cu, Mg相对偏析度降低,元素分布更加均匀,溶质元素的成分偏析被显著改善。分析电磁能作用下形核过程,认为电磁能作用合金熔体内的原子集团,改变合金熔体的结构,是电磁能细化合金微观组织的重要原因。     

超声处理对2219大规格铝锭微观组织与宏观偏析的影响

在半连续铸造过程中施加超声,成功制备了φ1250 mm 2219铝合金铸锭.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及直读光谱仪等仪器对铸锭的组织与成分分布进行检测与分析,探究超声对铸锭组织与偏析的内在作用机制.研究结果表明:超声振动引起的空化和声流效应能明显均匀组织结构,细化晶粒,尤其是心部晶粒细化率达到39.6%.超声促进铸锭晶间第二相呈枝丫状断续分布,晶内析出物点状弥散分布.同时,超声有效减小近表面负偏析,降低边部与心部之间的溶质浓度差异,弱化整个横截面的浓度波动,从而改善宏观偏析.     

水平稳恒磁场下Cu-12％Fe合金的凝固组织

研究了施加磁感应强度1T的水平磁场对Cu-12％Fe合金凝固过程中Fe枝晶形貌、XRD及显微硬度的影响.表明,施加1T水平稳恒磁场后,Fe枝晶显著细化,这主要是由于洛伦兹力和热磁对流竞争作用的结果；XRD分析的结果表明,Cu(111)晶面和Cu(200)晶面所对应的峰值强度均明显大幅度增加；显微硬度的测试表明由于Fe枝晶的细化致使施加磁场后样品的显微硬度小幅度增加.     

合金元素对CrMoV钢偏析的影响

1 前言 CrMoV钢是高温强度优质的低合金钢,用于发电工业。由于要求相应的高韧性,因此必须降低P、S等杂质元素及Si、Mn等助长脆化的元素,同时还须最佳地设计Ni、Cr、Mo等合金成分。 由于钢锭的大型化对偏析的影响,在生产蠕     

微合金化对高碳钢成分偏析影响的实验室研究

以铬微合金化为基础,主要研究钒、铌、钛及其交互作用对高碳铸坯宏观组织、凝固偏析的影响,为微合金元素应用于高碳钢提供实验依据。实验表明,铌在加入量范围内对枝晶有强烈的细化作用,显著影响碳偏析,随铌量的增加则碳偏析减小;钒一元微合金化,钒、铌二元微合金化,钒、铌、钛三元微合金化,随钒量的增加则碳偏析明显减小;钛在加入量范围内对碳偏析影响不明显,但却能明显减轻锰的偏析;钒、铌、钛在不同程度上均可减轻锰、硅、硫的偏析。     

钼对钨—镍—铁高比重合金性能和组织的影响

在９５ｗｔＷ－３．５ｗｔ％Ｎｉ－１．５ｗｔ％Ｆｅ粉末混合料中加入纯钼粉，经成型烧结后，发现当钼的加入量超过１ｗｔ％时，能提高合金的强度，而合金的延伸率、截面收缩率及密度降低，合金的钨晶粒细化，钼溶解在基体相及钨相中，有固溶强化的作用。     

Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响

研究了Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响。结果表明,加入Y后基体晶粒得到明显细化,同时基体中出现点状Al2Y化合物。加入质量分数为1.2%的Y可使Mg-5.5Al合金的晶粒直径由333μm细化到171μm。当合金中Y加入量超过1.2%时,基体中的Al2Y相逐渐偏聚长大,从而降低晶粒细化效果。     

复合变质对过共晶Al-24％Si合金组织的影响

对过共晶Al-24％Si合金进行了单一磷、稀土及磷和稀土双重复合变质处理。实验表明,磷和稀土双重复合变质能够有效的细化合金的组织,变质后合金中的初晶硅晶粒平均尺寸由变质前的60μm变为20μm,且分布均匀．共晶硅也由长针状变为短杆状。同时对磷和稀土的双重复合变质机理做了初步探讨。     

冷却速率对N06625合金凝固过程微观偏析的影响

高温合金铸锭在凝固过程中各部分冷却条件不同,中心部分冷却速率缓慢。为了模拟铸锭内部的缓慢冷却速率,通过超高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CLSM)、钨灯丝扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)并结合相关计算,研究了N06625合金在不同冷却速率(10、20、30℃/min)下的凝固偏析和微观组织演变状况。结果表明,随着冷却速率升高,析出相的数量、尺寸和面积分数降低,且聚集程度降低,形状由大尺寸长条状和大块状转变为小条状和小块状;Laves相呈块状和条状在枝晶间析出,随着冷却速率降低,Laves相的尺寸和数量增大,聚集程度增加。枝晶干芯部Nb和Mo元素的质量分数以及Nb的有效分配系数(k_e[Nb])和Mo的有效分配系数(k_e[Mo])随冷却速率增大而增大,在所研究冷速范围内都表现出很强烈的偏析倾向,k_e[Nb]分别为0.46、0.55和0.62,k_e[Mo]分别为0.73、0.77和0.80,且k_e[Nb]的变化趋势更加明显。采用Clyne-Kurz偏析模型并结合试验中的数...     

凝固组织对耐候钢中磷偏析的影响

进行了高温模拟实验,通过改变凝固速率和添加稀土元素来改变耐候钢的凝固组织,研究了枝晶大小以及等轴晶率的不同对耐候钢中磷元素宏观偏析的影响.结果表明,加快冷速、添加稀土元素可以明显细化晶粒,提高等轴晶率,从而显著减轻磷元素的宏观偏析.     

凝固组织对连铸板坯中心偏析的影响

根据钢厂的生产实践,从凝固组织入手,从宏观角度阐释了凝固组织对中心偏析及钢液流动的影响.中心偏析是由于凝固界面均一向前推进,溶质元素在中心部位汇聚造成的;柱状晶发达,高溶质钢液停留在柱状晶间的间隙内,可以改善中心偏析;等轴晶凝固界面可以分散汇聚在中心部位的溶质元素,改善偏析;钢液补充凝固收缩的现象发生在等轴晶区内,恶化了中心偏析.     

复合变质对过共晶Al—24％Si合金组织的影响

对过共晶Al-24%Si合金进行了单一磷、稀土及磷和稀土双重复合变质处理.实验表明,磷和稀土双重复合变质能够有效地细化合金的组织,变质后合金中的初晶硅晶粒平均尺寸由变质前的60μm变为20μm,且分布均匀,共晶硅也由长针状变为短杆状.同时对磷和稀土的双重复合变质机理做了初步探讨.     

Re和Cr变化对定向高温合金凝固和偏析的影响

采用真空熔炼和定向凝固技术制备不同Re和Cr含量的定向试棒.利用差热分析(DSC)研究不同Re和Cr含量定向凝固高温合金的凝固行为,利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)研究合金组织和元素分布特征.研究发现Re含量的增加对合金的固/液相线温度影响不大,Cr含量的增加降低了合金的固/液相线温度;随着Re含量增加,加...     

冷却速度对Waspaloy合金凝固过程中偏析和液体密度的影响

通过不同冷速下的重熔凝固实验,利用扫描电镜和能谱仪系统研究了冷速变化对Waspaloy合金凝固过程偏析行为和液体密度的影响.结果表明:随着冷速的增大,Waspaloy合金中元素的偏析会减小,凝固过程中偏析最严重的是富集于枝晶间的正偏析元素Ti;元素偏析导致剩余液体的密度发生变化,而且液体密度基本上呈现反转趋势,当凝固温度到1300℃时,出现最大的密度反转.     

两种不同的加料方式对铝钛硼中间合金成分的影响

在熔制A1-Ti—B中间合金时,氟钛酸钾、氟硼酸钾的不同的加料方式直接影响整个化学反应过程,从而对Al—Ti—B中间合金的化学成分即Ti,B元素的吸收率有一定影响;在其它（反应温度、反应时间）相同的工艺参数条件下,通过不同的原料添加方式得到的Al—Ti—B中间合金成分的对比,结果表明,不同的加料方式使得A1-Ti—B中间合金成分存在较大的差异,进而影响中间合金TiB2和TiAl3颗粒的分布,形貌及其尺寸大小。本文重点讨论加料方式对铝钛硼中间合金细化剂成分的影响。     

不同均匀化处理对GH169合金元素偏析及组织影响的研究

本文研究了我厂生产GH169合金,经不同温度长期均匀化热处理后对组织及合金元素偏析的影响。研究结果表明,随着温度的提高和保温时间的延长,合金组织,γ″相的分布及元素偏析状况得到明显改善。