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.     

物理场对金属凝固组织的影响

综述了国内外关于电流、磁场和超声波处理对金属凝固过程与凝固组织影响的研究概况 ,根据电磁学、声学及金属凝固原理分析了物理场细化和改善凝固组织的主要机制 ,提出了外加物理场凝固细晶技术在工业中应用尚需研究解决的技术与理论问题 ,特别强调了脉冲物理场处理技术的优越性及应用前景。     

金属凝固组织的脉冲磁场细化技术

介绍了脉冲磁场对纯会属、低熔点合金和高熔点铁基材料凝固组织的影响.认为脉冲磁场细化纯铝、1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的凝固组织时,存在一个最佳磁场强度值;而脉冲频率对纯铝凝固组织的细化效果影响较小;随着磁场强度的增大,纯铜的凝固组织逐渐细化;脉冲磁场能使灰铸铁凝固组织细化,石墨片的宽度减少.指出脉冲磁场细化凝固组织的机理尚无统一认识,在一定程度上限制了该技术的工业应用.     

脉冲电流细化金属凝固组织研究综述

评述了近年来脉冲电流细化金属凝固组织方面的研究进展,总结探讨了脉冲电流影响金属凝固组织机理的不同观点.指出脉冲电流细化金属凝固组织机理尚存争论,但是技术已经比较成熟,已具备工业应用的基本条件.     

脉冲电流作用下金属凝固研究现状评述

脉冲电流作用于金属材料的凝固过程已逐渐发展为一种新的细化金属凝固组织的技术。作者从脉冲电流的施加方式、凝固材料选择、电流参数选择和机理探讨四个方面综述了脉冲电流细化金属凝固组织的研究状况,并阐述其研究的新进展。最后就脉冲电流细化金属凝固组织的研究趋势进行了展望。     

脉冲电流对金属凝固组织影响的研究进展

综述了脉冲电流对金属凝固组织的影响及细化机制的研究现状及进展.分析了脉冲电流对不同合金凝固组织细化的影响,其细化效果与金属的固有性质,脉冲电流施加于合金凝固过程的不同阶段及作用时间的长短有密切关系,从理论和实践上归纳和分析脉冲电流对凝固组织细化的机制主要是:促进形核,晶核增殖和抑制晶体生长.     

Sn-Sb包晶合金的快速凝固

设计了一种用于Sn-Sb等滑动轴承合金的无容器接触深过冷快速凝固装置.并以热流分析为基础,利用传热模型和物理模型计算了Sn-16%Sb(质量分数)过包晶合金在本装置中的冷却速度.结果表明:在粒子直径为4mm时,粒子的冷却速度为3.1×102K/s;当粒子直径为0.1mm时,冷却速度达到了105K/s.Sn-Sb包晶合金组织显著细化,初生相SnSb化合物高度弥散化.     

磁声波对金属凝固组织的影响

提出了运用强磁场和交流电流的共同作用直接在金属液中产生声波（磁声波）的新方法，并研究了所生成的磁声波在细化合金凝固组织晶粒的效果，该方法可以从根本上解决机械声波无法在高温生产领域应用的难题，理论解析表明，运用交变电磁力在液体金属内生成的磁声波的强度和所施加的静磁场的磁感应强度和交流电流的电流密度的乘积成正比；电磁力的频率越大，生成的磁声波越接近于由机械振动产生的声波，实验中测定的磁声波压力和理论解析结果基本一致，这种方法产生的磁声波具有促进金属凝固组织晶粒细化的作用。     

MO对高Nb-TiAl合金凝固路径及凝固组织的影响

采用真空非自耗电弧炉制备了TiAl合金锭,研究了Mo含量对高Nb-TiAl合金凝固路径及凝固组织的影响.结果表明,Mo的添加改变了Ti-46Al-6Nb0.2B合金的凝固路径并明显细化了合金的凝固组织.Mo含量(摩尔分数)为1%时,合金的凝固组织不仅包含α2和γ相,还有少量的β相.β相大多以网状形态聚集于晶界,也有少量呈条状分布于片层团内.随着Mo含量增加,铸锭中β相的含量增加.结合相图,给出了不同Mo含量时高Nb-TiAl合金的凝固路径.     

细晶TiAl基铸造合金的制备及其凝固特征

采用非自耗电弧熔炼铸造方法,制各了Ti-Al-Nb基铸造合金.通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜及透射电镜等实验方法,研究了Al含量对基体合金显微组织与凝固特征的影响.结果表明,适当降低铸造合金中铝的含量,能制备出晶粒细小的Ti-44Al-2Nb-1Cr-1W-1B合金,其平均晶粒尺寸为50 μm.细晶TiAl基铸态合金中β相与γ相存在"伴生"现象;同时,该合金中一定量β相稳定元素W和Nb的加入,使高温β相得以在凝固过程中保留到室温,这种少量β相的存在也限制了a相晶粒的长大.     

电脉冲细化金属凝固组织技术研究现状

实现金属材料凝固组织均匀、细化是当今工业生产中的重要研究方向,本文综述了国内外运用电脉冲细化金属凝固组织的研究现状,以及影响细化效果的各种因素.对细化机理进行了概况总结,并对研究不足以及今后发展方向进行了阐述.     

机械振动对纯Al晶粒细化及凝固收缩的影响

研究了振动场对纯Al晶粒细化和凝固收缩的影响，并着重进行理论分析。实验结果表明：振动能明显细化晶粒，改善收缩。随着振动的加强，纯Al中心的等轴晶区逐渐增大，边缘部位的柱状晶区逐渐减小，当振击力达到81．87N时整个试样端面全部变为等轴晶。理论分析认为：振动引起的强烈冲击和搅拌作用使金属液产生晶粒游离、增殖、快速冷却是晶粒细化和收缩改善的根本原因。     

快速凝固处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

用单辊甩带法和旋转液体纺绩法分别制备了Al-Ti-B中间合金薄带和细线,研究快速凝固处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:采用快速凝固方法处理Al-Ti-B中间合金可提高Ti在!-Al基体中的固溶度,细化TiAl3相和分散TiB2粒子,从而显著提高其细化效果。分别添加0.2%(质量分数)的Al-Ti-B快淬薄带和Al-Ti-B细线处理工业纯铝,可获得粒径约为50～100"m的等轴晶组织。旋转水纺绩法可连续生产线径均匀的线材,比单辊甩带法更具有实用化前景。     

连铸坯凝固组织的数值模拟

以莱钢特钢事业部50 t电炉生产线生产28MnCr5的连铸过程为研究对象,运用ProCAST软件的CAFE模块对28MnCr5齿轮钢小方坯的凝固组织进行模拟,研究不同过热度对铸坯凝固组织的影响。结果表明：浇钢过热度在10～40 ℃变化时,对结晶器的初生坯壳厚度影响很小,浇钢过热度提高,铸坯柱状晶枝晶明显变发达,等轴晶率显著减小。当过热度在10～20 ℃时,铸坯凝固组织符合28MnCr5对凝固组织的等级要求。     

超声场作用下Mg-4Al-1Si合金凝固组织

采用自行研制的镁合金熔体超声处理装置对Mg-4Al-1Si合金熔体进行处理,研究超声处理功率、超声处理时间和超声处理温度对其凝固组织及相形貌的影响。结果表明:超声处理可以显著细化Mg-4Al-1Si合金的凝固组织,适当提高超声功率和处理温度以及适当延长处理时间均可增强细化效果。650℃Mg-4Al-1Si合金熔体经270W超声处理50s可以取得较好的细化效果,平均晶粒尺寸为107μm,为未经超声处理合金晶粒尺寸(383μm)的28%。另外,经超声处理的Mg-4Al-1Si合金中Mg2Si相由未经超声处理时的粗大汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状。     

功率超声细化Sn-Sb合金凝固组织工艺研究

通过金相组织分析和力学性能实验,研究了不同的功率超声处理工艺对Sn-Sb合金凝固组织和力学性能的影响,分析了功率超声空化和声流在凝固过程中的作用情况,得出了功率超声最佳的处理工艺,并对超声波的空化和声流作用在金属凝固过程中的变化情况进行了论述。