磁场强度对Fe-0.76%C合金先共析铁素体显微组织的影响

借助于光学显微镜研究了磁场强度对Fe-0.76%C合金冷却转变过程的先共析铁素体显微组织的影响.结果表明:随着磁场强度的增强,该合金的先共析铁素体析出量和共析点的含碳量均明显增加.原因可归结为,强磁场使Fe-C合金的共析点向高温及高含碳量区域移动,使奥氏体向铁素体转变的初始温度升高.强磁场使先共析铁素体沿磁场方向伸长,而且随着磁场强度的增加,先共析铁素体的伸长方向与磁场方向之间夹角的平均值逐渐减小.上述现象可解释为:外加磁场使先共析铁素体晶核成为磁偶极子,并使其周围奥氏体原子作为磁偶极子更易于沿磁场方向向铁素体晶核扩散.     

梯度强磁场下Al-18%Si合金中初晶硅的细化

实验研究了梯度强磁场下Al-18%Si(质量分数)合金中偏聚初晶硅的形貌及晶粒尺寸的变化.无磁场时初晶硅为粗大的板条状或五星状;施加梯度磁场时偏聚初晶硅呈弥散分布的等轴多边形,初晶硅显著细化.当磁化力维持不变时,偏聚初晶硅晶粒尺寸随磁场强度的增大而减小,晶粒数密度随磁场强度的增加而增大.实验结果预示,强磁场影响Si原子扩散.对磁场抑制扩散及初晶硅颗粒的受力进行了分析,较好地解释了实验结果.     

Landau理论研究TiNi顺磁合金热/强磁场耦合下的马氏体相变

利用改进后的Landau理论模型研究了顺磁TiNi合金在热/强磁场耦合作用下的马氏体相变行为.利用第一原理计算了TiNi合金在不同相变剪切应变(序参量)下的Flermi面态密度,得到相变过程中磁化率和磁自由能的变化,把磁场效应引入到Landau模型中.结果表明,稳恒强磁场可使顺磁材料的相变温度(M6和T0)出现突变性的升高,这主要是因为相变驱动力随磁场增强而呈二次曲线上升规律.另外,因强磁场下马氏体变体之间的自由能差急剧增大,导致磁场对变体的促进和抑制作用变得明显,出现取向生长现象.在5 T稳恒强磁场下的TiNi合金相变实验中,利用TEM观察到了一些变体以相互垂直的二变体形式出现(即取向生长),证实了模型的结果.     

强磁场对Bi-6%Mn合金中MnBi相形态和相变的影响

在无磁场的条件下,降温过程中Bi—Mn合金在340℃发生包晶相变,顺磁性Mn1．08Bi相转变为铁磁性MnBi相,同时伴随着相的形态变化,由块状转变成片状;在10T磁场中,Mn1．08Bi相发生包晶相变的温度升高至介于360—370℃之间,且MnBi相晶体发生了分裂,分裂后的小晶体沿磁场方向定向排列和聚合．从磁场诱发应变的角度分析了磁场对相变温度和MnBi相形态的影响．     

恒定磁场作用下Al-Pb合金快速定向凝固

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行了快速定向凝固实验,考察了磁场强度对凝固组织的影响,分析了磁场的作用机理.结果表明,恒定磁场能显著减弱熔体对流,提高凝固界面前沿液-液相变过程的空间均匀性,减缓液滴的碰撞凝并速度,使凝固试样中的弥散相粒子最大和平均尺寸减小,粒子尺寸分析布范围变窄,有助于获得弥散型偏晶合金凝固组织.     

磁场对铝电解高温熔盐电解质相变温度的影响

采用“动态法”测温技术及特制的热电偶探头,对铝电解现场有磁场影响下的铝电解熔盐电解质的相变过程进行了直接测定,并与在实验室中测定的没有磁场影响下的铝电解熔盐电解质相变过程的测定结果进行了对比。结果表明：300kA预焙铝电解槽中,烟道端与出铝端的电解质在磁场强度为13.39高斯和14.75高斯下的初晶点温度分别为955.4℃和950.7℃,而没有磁场的初晶点941.59℃和943.41℃。磁场确实会对铝电解熔盐电解质的初晶点温度产生影响。     

Bi-Mn合金片状初生MnBi相在强磁场中的凝固组织

进行了强磁场下Bi-Mn合金的全熔和半固态实验,研究了MnBi相在强磁场中的凝固行为．在10T强磁场下从全熔态和Curie点以上半固态开始凝固的实验中,MnBi相在360℃左右逐渐形成片状相,其短轴为易磁化轴;加磁场后易磁化轴转向磁场方向,并沿磁场方向定向排列和聚合,最终形成条状组织;片状相在强磁场的作用下有分裂趋势．结合晶体的磁各向异性和生长各向异性的特点,从磁化理论和晶体学出发,分析了Bi—Mn合金初生MnBi相在磁场中的凝固行为．     

INVESTIGATION OF RAPID DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF AL-BASED IMMISCIBLE ALLOYSⅠ. EFFECT OF APPLIED MAGNETIC FIELD

在自制的具有磁场作用的快速定向凝固装置上,考察了磁场对Al-Bi难混溶合金凝固组织的影响,并从理论上分析了磁场对难混溶合金液-液相变过程中液滴形核、空间运动和碰撞凝并的影响.结果表明,在磁场作用下液滴的运动速度以及由运动导致液滴间碰撞凝并的概率得到有效降低;随着磁场强度的增加,合金组织中富Bi粒子平均尺寸减小,分布更弥散.     

强磁场对Al-2．89％Fe合金凝固组织的影响

考察了冷却速率、磁场强度及高梯度磁场对A1-2.89?(质量分数)过共晶合金中Al3Fe相形貌及分布规律的影响.结果表明,在无磁场条件下,初生Al3Fe相沉积在试样下部;施加12T强磁场后,初生Al3Fe相所受磁力作用和重力作用相平衡,在整个试样中均匀分布,且沿着易磁化方向[121]发生定向排列,其取向程度不受冷却速率的影响,但随着磁场强度的增大而加强;在高梯度磁场中,初生A13Fe相所受磁力作用大于重力作用而偏聚在试样的上部,且多个针状初生Al3Fe相结合在一起,形成近似星状聚合体.此外,对强磁场的作用机理进行了分析和探讨.     

Variety of solidification structures in Al-2.89%Fe alloy solidified under high magnetic field

考察了冷却速率、磁场强度及高梯度磁场对Al-2.89%Fe(质量分数)过共晶合金中Al3Fe 相形貌及分布规律的影响. 结果表明, 在无磁场条件下, 初生Al3Fe相沉积在试样下部; 施加12 T强磁场后, 初生Al3Fe相所受磁力作用和重力作用相平衡, 在整个试样中均匀分布, 且沿着易磁化方向[121]发生定向排列, 其取向程度不受冷却速率的影响, 但随着磁场强度的增大而加强; 在高梯度磁场中, 初生Al3Fe相所受磁力作用大于重力作用而偏聚在试样的上部, 且多个针状初生Al3Fe相结合在一起, 形成近似星状聚合体. 此外, 对强磁场的作用机理进行了分析和探讨.     

F6-21Ni-4Mn合金强脉冲磁场诱发马氏体相变的研究SCIEI

采用磁性测量、光学金相和强脉冲磁场,研究了Fe-21Ni-4Mn合金的磁场诱发马氏体相变。发现在M_s点以上,当施加的磁场高于某一临界值(临界磁场)时,便能诱发马氏体相交;临界磁场随温度的升高而增加,并与ΔT(T-M_s)成直线关系;脉冲磁场强烈地促进变温转变,抑制等温转变;磁场对Fe-21Ni-4Mn合金的马氏体相变作用主要是Zeeman效应,求得在M_s点变温的熵变ΔS_(M_S)^(1t)为·13J/mol·K·同时发现磁场诱发的马氏体形貌为板条伏、片状和蝶状,其形成量随施加的最大磁场强度成线性增加。     

F6-21Ni-4Mn合金强脉冲磁场诱发马氏体相变的研究

采用磁性测量、光学金相和强脉冲磁场,研究了Fe-21Ni-4Mn合金的磁场诱发马氏体相变。发现在M_s点以上,当施加的磁场高于某一临界值(临界磁场)时,便能诱发马氏体相交;临界磁场随温度的升高而增加,并与ΔT(T-M_s)成直线关系;脉冲磁场强烈地促进变温转变,抑制等温转变;磁场对Fe-21Ni-4Mn合金的马氏体相变作用主要是Zeeman效应,求得在M_s点变温的熵变ΔS_(M_S)~(1t)为·13J/mol·K·同时发现磁场诱发的马氏体形貌为板条伏、片状和蝶状,其形成量随施加的最大磁场强度成线性增加。     

纵向强静磁场对定向凝固DZ417G合金枝晶形态和数目的影响

纵向强静磁场可明显影响高温合金DZ417G的定向凝固组织.为控制定向组织树枝晶数目提供了一种新手段.在抽拉速率为5μm/s时,强磁场影响了该合金组织的定向凝固生长特性,影响程度随磁场强度的加大而增加.当抽拉速率达到40μm/s及其以上时,施加强磁场使得单位面积上的枝晶数目增加,枝晶数目随磁场强度的增大而增大,增大幅度最大达到一倍左右.当温度梯度增大时,强磁场在低抽拉速率(5μm/s)下影响该合金定向凝固的效应加剧,在抽拉速率40μm/s及其以上时增加枝晶数目的效应也加大.从磁抑制对流和热电磁效应方面分析了上述现象,提出了作用机理.     

强磁场对钢中马氏体相变的影响及其研究展望

固态相变中,由于两相之间的磁性差异,外加磁场将改变奥氏体向马氏体的相变过程,同时对马氏体的微观组织产生影响。主要阐述了马氏体相变过程中,强磁场对其产生的影响。相关研究表明,磁场可以提高马氏体的开始转变温度,这主要是由磁场的静磁能效应、高场磁化率效应和磁致伸缩效应导致的。磁场促进了马氏体的形核和长大,从而使其含量增加,但磁场对马氏体的形貌影响不显著。同时介绍了强磁场作用下马氏体相变的最新进展与未来展望。     

强磁场对硅锰铸钢等温珠光体转变的影响

对硅锰铸钢在强磁场下低于A1点的等温珠光体转变组织及性能进行了研究。结果表明,强磁场明显促进了珠光体的转变,珠光体的转变量随磁场强度的升高而增加,磁场作用时间的延长也会使珠光体转变量增加。在珠光体长大过程中,强磁场促使渗碳体由分叉的短杆状趋向更完整片层,两相趋于平行排列,且随磁场强度的增加,铁素体和渗碳体片层宽度均呈下降趋势,片层间距减小。     

强磁场对Al-4.5Cu合金定向凝固过程中织构和晶界的影响

研究了顺磁性Al-4.5Cu合金添加Al-5Ti-1B细化剂后,在强磁场下定向凝固时凝固组织中织构的形成规律和晶界特征分布.结果表明:当温度梯度为27 K/cm,未施加磁场时,细化后晶粒取向杂乱;施加磁场后,随着磁场强度的提高,晶粒位向发生变化,晶粒沿a-Al易磁化轴〈310〉发生取向排布.伴随〈310〉织构的生成,晶粒中重位点阵(CSL)晶界比例提高.熔体中具有磁晶各向异性的a-Al晶粒在磁场下受磁转矩作用发生转动,是织构生成的主要原因.还讨论了磁场下流体流动对织构生成和晶界的影响.     

强脉冲磁场对Al-Cu共晶合金定向凝固组织的影响

用自行研制的脉冲磁场发生装置，研究了在强脉冲磁场作用下Al-Cu共晶合金的定向凝固组织，分析了脉冲磁场强度对合金定向凝固组织的影响。结果表明：脉冲磁场对Al-Cu合金凝固组织有着显著的细化作用：脉冲磁场强度对细化效果起着关键性的作用；同时指出了实验中的新现象和新问题。     

强磁场下电磁振荡对Al-Si过共晶合金凝固中初生硅分布和形貌的影响

研究了强磁场与交变电流复合作用产生的振荡对Al-18%Si合金中初生硅分布和形貌的影响规律.结果表明,磁场强度较小时,初生硅发生偏聚现象;随着磁场强度的增大(10 T),初生硅的偏聚现象逐渐减小至消失,并且随着振荡力的增大,初生硅由星瓣状向板条状和近颗粒状转变.同时,分析了初生硅的迁移行为,发现磁场下颗粒迁移的终端速度随颗粒尺寸的减小以及磁场强度的增大而降低.理论分析与实验结果相符.     

强磁场下亚共晶Al-Cu合金初生相形核与生长行为(英文)

应用差热分析法研究了强磁场下Al-20.8%Cu(质量分数)亚共晶合金初生相形核与生长特性。差热分析曲线表明,初生相的形核温度随磁场强度的增大而降低,其生长速率则随磁场强度增大而增大。初生相枝晶由无磁场时无序生长转变为磁场下规则生长。研究表明,10T量级的磁场对Al晶体形核驱动力的影响可以忽略,初生相形核温度的降低主要归结为磁场下固液界面自由能的增加。枝晶形貌转变则源于磁场对熔体流动的抑制及铝晶体的磁各向异性。     

强磁场下退火对增材制造Ti-6Al-4V合金及其力学性能的影响

本文基于提出的一种崭新的磁场驱动方法有效地提高了激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的力学性能。通过X射线衍射、光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜,系统地表征了初始态和在7T强磁场下退火30分钟的样品的微观结构。其中,退火温度分别选取在低于β转变温度的400 ℃和800 ℃,以及高于β转变温度的1200 ℃。键合电荷密度不仅可以表征由Al和V原子引起的晶格畸变,还可以从电子和原子本质上揭示固溶强化机制和马氏体相变机制。由于退火时间较短,经7T强磁场400℃和1200℃退火的试样的极限抗拉强度和伸长率均比初始态的试样有所提高。上述结果表明,通过热和磁场的耦合效应,可以预期改变激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的相变热力学,进而有效地优化其微观结构。这一设想的验证将有助于开发一种有效地提高增材制造材料的力学性能的新型磁场驱动方法。