特种合金感应熔炼电磁约束成形技术若干进展

感应熔炼电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,具有无器壁污染、短流程等优点。评述了几种感应熔炼电磁约束成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。     

定向凝固技术的若干进展

定向凝固技术可使材料凝固组织按特定方向排列，获得定向及单晶组织结构，大大改善材料的力学和物理性能。简要地回顾了传统定向凝固技术的发展，指出了其存在温度梯度低的弊端。评述了几种新发展起来的新型定向凝固技术，并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体，特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。     

镍基高温合金真空电磁约束成形与定向凝固

介绍了高熔点大密度铁、镍基合金的电磁约束成形定向凝固的两种先进技术。在系统研究电磁场与温度场及其耦合作用的基础上 ,利用特殊设计的双频双感应器成功地实现了多种截面形状的不锈钢及高温合金的无容器电磁约束成形。借助于特制的磁结晶器获得了电磁软接触的高温合金近终形定向凝固叶片样件。     

多功能电磁成形定向凝固设备的研制

电磁成形是一种先进的材料成形加工技术,应用该技术不仅可以实现金属的无坩埚熔化,而且还可以达到无铸型成形的效果,避免了材料在冶炼和成形中的污染,介绍一台自行研制的多功能电磁成形定向凝固设备,该设备不仅可以实现电磁成形定向凝固功能,而且还可以实现HRS法、LMC法和ZMLMC法等定向凝固工艺,超宽的调速范围、稳定的运动性能以及高的真空度和温度梯度使该设备能够完成许多前沿性的科学研究工作。     

半固态成形离心铸造机的研制

通过加装固定磁场,制造了一种半固态成形离心铸造机,该离心机可以在金属材料的凝固过程中实施电磁搅拌,使金属液在电磁力和离心力的双重作用下实现半固态成形,从而改善了金属材料的凝固组织。     

定向凝固技术与理论研究的进展

阐述了不同定向凝固方法的原理以及定向凝固技术的发展趋势。从定向凝固技术的演化过程看，是温度梯度不断提高、冷却速度不断加快的过程。从传统的定向凝固技术中逐渐演化出冷坩埚定向凝固技术、软接触陶瓷壳定向凝固技术、双频电磁约束成形定向凝固技术等．简述了单相合金成分过冷与界面稳定性理论，共晶合金、包晶合金以及偏品合金的相选择及组织演化等。     

双频电磁约束成形的温度场研究

双频电磁约束成形是一种利用较高频率电磁场熔化金属和利用较低频率约束金属熔体成形，同时实现金属坯料无坩埚熔化和无型成形的先进加工技术。测试并分析了不锈钢(1Crl8Ni9Ti)双频电磁约束成形过程中的温度场及其影响因素。结果表明，成形线圈功率仅影响成形温度场大小而对温度场峰值位置无影响；加热线圈功率和成形样件抽拉速率同时影响成形温度场大小与峰值位置；稳定成形时成形样件抽拉速率的变化改变熔体的温度，而熔体高度在一定的范围内无明显变化，即稳定成形时熔体高度恒定。利用双频电磁约束成形技术制备了大宽厚比不锈钢样件，其宏观组织为定向组织。     

高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及形成条件

研究高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及其形成条件的结果表明,①电磁成形中熔体下固/液界面处温度场近一维分布,获得了柱状晶组织;②电磁成形高温合金样件具有间断迹象的定向胞晶组织;③给定其他条件后,电磁成形过程中不同形状、尺寸的样件熔体平直固液界面开始出现下凹的临界凝固速率具有不同的特定值。在相同凝固速率条件下,大尺寸样件的固液界面更容易出现下凹。     

傅恒志院士专著《航空航天材料定向凝固》出版发行

<正>2016年1月,由傅恒志院士主持撰写的学术专著《航空航天材料定向凝固》经科学出版社正式出版发行。此专著立足于我国当前对高性能空天结构材料的重大需求,涉及了定向凝固理论、技术及典型航空航天材料三大板块,许多内容是傅恒志院士团队多年以来的研究成果,不仅涵盖了定向凝固过程中的基础科学理论,以及定向凝固技术的革新,并首次系统展示了晶体生长取向控制、电磁约束成形和电磁冷坩埚定向凝固的研究成果及其独特优势,分析了高温合金、     

液态金属的无容器近终成形

通过对现有４种液态金属的无容器电磁约束近终成形技术优缺点的论述,提出了一种把无污染熔炼和电磁成形融为一体的全新技术－近似零件形状的高频电磁约束成形技术,对这５种电磁约束成形技术的原理分为４个阶段：（１）初始加热阶段;（２）部分熔化电磁约束成形阶段;（３）完全熔休约束成形阶段;（４）最终约束成形阶段。并对各阶段进行了较全面的阐述,获得电磁约束最终形状所需电磁场分布以及液态金属能在电磁场作用下稳定形成     

变截面送料双频电磁成形过程的稳定性

电磁成形技术是1种能同时实现固态坯料加热熔化和液态金属约束成形的新型材料制备技术，适用于中小尺寸活泼金属，高温合金，难熔金属和高纯金属的加热熔化及其复杂截面构（坯）件的无容器近终成形，分析影响金属熔体变截面送料双频电磁成形稳定性的因素，研究表明：（1）影响液态金属双频电磁成形的因素有：液柱高度、试样表面的磁感应强度大小和液态金属的表面张力，3者满足确定的关系，才能保证液态金属电磁成形的稳定性；（2）屏蔽罩与成形感应圈的配置，两感应圈的间距和抽拉速度等工艺参数的合理控制对成形稳定起到重要作用。     

Study on process of dual-frequency electromagnetic confinement and shaping for stainless steel

Electromagnetic confinement and shaping (EMCS) is an advanced materials processing technique. In this paper, a novel dual-frequency EMCS was proposed, i.e. lower frequency magnetic field (20 kHz) was used to produce the electromagnetic force, and higher frequency magnetic field (50 kHz) to heat and melt metal materials without effect on the electromagnetic force. Shaping inductors and heating inductors were designed according to the experimental results and our previous works, and distance between them was experimentally determined. Stability of dual-frequency EMCS of melt was detailedly analyzed. At last, several stainless steel samples were produced by the new method, and results show that it can easily achieve good coupling of temperature field and electromagnetic force by separately designing and controlling the two magnetic fields.     

电磁技术在铸造中的研究与应用

介绍了利用电磁场与金属相互作用产生的焦耳热效应和洛仑兹力效应，以及用于铸造的几种电磁加工技术，包括感应加热技术、电磁搅拌技术，电磁雾化技术，电磁约束成型技术，薄壁件移动磁场铸造技术，熔体输送技术等，这些技术在21世纪的绿色集约铸造中，将占有重要地位。     

电磁铸造及其材料宏观组织的形成机制

液态金属在电磁场作用下受电磁力约束成型.电磁约束成型技术具有无模、电磁搅拌、强冷却等工艺特点.其凝固过程为一对流传热传质的动态过程.工艺过程决定其凝固过程,最终决定其凝固组织,使其在温度和成分高度均匀的环境下具有优先形成等轴晶的倾向.如果强化某一特殊工艺因素,增大轴向温度梯度,也有可能形成柱状晶.     

电磁搅拌工艺中电磁场计算方法及评价

电磁搅拌技术是提高金属冶炼效率和产品质量的重要辅助手段。介绍了金属精炼与铸锭工艺中常用的电磁搅拌器中产生的磁场及电磁力的计算模型、计算方法及边界条件的处理方法。与此同时评述了各种模型的优缺点，分析了计算中的难点和存在的问题，提出了使计算模型更符合实际过程的研究途径。     

电磁技术在材料加工过程中的应用与发展

电磁技术在材料加工过程中的应用主要体现在利用电磁场的热效应和力学效应等方面。本文讲述了电磁分离、电磁驱动、电磁制动、电磁细化、电磁铸造、电磁感应加热以及电磁悬浮和电磁约束成型等技术在材料加工过程中的应用与发展。