高频脉冲电流作用下铝合金的凝固组织细化

采用自制的高频脉冲电流诱导凝固细晶装置,研究了脉冲电流对铝合金凝固组织的影响。结果表明,脉冲电流峰值相同时,随着处理时间的增加,晶粒逐渐细化。其中二次枝晶的生长经过断裂、脱落而得到细化。脉冲电流处理时间相同时,随着电流峰值的增加,共晶组织在枝晶间生长,二次枝晶尺寸减小,并逐渐被打碎,变短,直至最后消失。     

脉冲电流对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用自制的脉冲电源,通过调节脉冲电流峰值,研究了脉冲电流峰值对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响。结果表明:随着脉冲电流峰值的增大,合金的的宏观组织愈加细化;微观组织中,先析出相α-Al枝晶形态趋于向等轴晶转变,而共晶Si组织逐渐粗化。     

脉冲电流对亚共晶A-Si合金凝固组织的影响

采用自制的脉冲电源，通过调节脉冲电流峰值，研究了脉冲电流峰值对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响。结果表明；随着脉冲电流峰值的增大，合金的的宏观组织愈加细化；微观组织中，先析出相α-Al枝晶形态趋于向等轴晶转变，而共晶Si组织逐渐粗化。     

低压脉冲电流下AZ91D镁合金半固态组织形成机理研究

在不同凝固阶段合金的半固态组织和脉冲电流热效应的实验研究基础上,探讨了低压脉冲电流下AZ91D镁合金半固态组织的形成机制。结果表明:在合金的液相线以下开始脉冲放电,二次枝晶臂分离需要较长的时间,一次枝晶臂难以球化;从合金的液相线以上开始脉冲放电,不会析出粗大的枝晶,二次枝晶臂分离比较容易。脉冲电流降低了半固态合金的冷却速度,同时造成了合金熔体强烈的温度起伏;随着脉冲电压的增加,半固态合金的冷却速度逐渐减小,熔体的瞬时平均温升逐渐增加。初始形核率的提高和二次枝晶臂的根部熔断是低压脉冲电流下球状或颗粒状初生α-Mg形成的重要机制。     

不同参数脉冲电流对不锈钢Cr18Ni9Ti凝固组织的影响

采用储能电容为1200μF的脉冲电源，在不同的脉冲电压下，对奥氏体不锈钢1Crl8Ni9Ti进行脉冲电流处理。实验结果表明：脉冲电流能够细化奥氏体不锈钢的凝固组织，使奥氏体一次枝晶长度缩短，二次枝晶间距减小。在一定范围内，脉冲电压升高和脉冲重复率增大都有利于奥氏体不锈钢凝固组织的细化和改善。     

电脉冲时间对铸造ZA12合金凝固组织和性能的影响

以ZA12合金为实验材料，在合金的凝固过程中进行了脉冲电流处理，研究电脉冲时间对作用结果的影响。实验结果表明，就细化合金的凝固组织、改善力学性能而言，在合金凝固的整个过程都进行脉冲电流处理比仅在合金凝固的前半段进行处理的效果要好。结合ZA12合金的凝固特性和电流对金属熔体的作用机制进行分析。认为在合金凝固后半段施加的脉冲电流处理促进了枝晶之间液体的流动。增强了枝晶间液体的补缩能力，并且导致部分小的枝晶熔断。从而进一步抑制了枝晶的生长．得到更均匀细小的凝固组织。从而对合金力学性能的改善效果也更为显著。     

高密度脉冲电流定向凝固纯铝的组织演化

纯铝定向凝固过程加以高密度脉冲电流处理,研究了脉冲峰值电流密度对定向凝固组织的影响。随着脉冲电流密度的增大,定向凝固组织经历了由柱状晶→胞状晶→发达的枝晶→柱状晶3个演化阶段。基于感应磁场与脉冲电流的耦合作用,从电磁流体力学方面分析了高密度脉冲电流对凝固组织形成的作用机制。高密度脉冲电流在金属熔体内感生高频振荡磁场,并感生动态径向电磁压力,影响凝固界面上方金属液流场分布与金属凝固前沿的温度梯度,并对枝晶臂有冲刷作用,从而改变凝固组织形态。     

凝固速率对Cu-1.0wt%Cr合金界面形态及枝晶演变的影响

研究了定向凝固速率对Cu-1．0wt％Cr亚共晶合金凝固界面形态及枝晶生长的影响。结果表明：当温度梯度一定时，随着凝固速率的提高，初生α相形态经过平面晶-胞晶组织-粗树枝晶-细树枝晶一系列的演化；初生α相的一次枝晶间距λ1在胞晶生长阶段逐渐增大，而在枝晶生长阶段，λ1又逐渐减小；而二次枝晶间距λ2随凝固速率的增加一直减小。     

ZL102合金的电脉冲变质及其与硼砂细化处理的复合作用

研究了脉冲电流对ZL10 2合金凝固组织的影响 ,以及与硼砂细化处理的复合作用。实验表明 :在电脉冲作用下 ,凝固组织中粗大α Al枝晶得到明显细化 ,共晶硅片的尺寸减小 ;硼砂变质细化和电脉冲细化的复合作用使α Al枝晶成为球状晶。振荡的电磁收缩力和电流的热效应是电脉冲细化和均匀化凝固组织的主要原因。     

脉冲电流作用下TiAl合金凝固组织演变及形成机理

利用OM和TEM研究了脉冲电流作用下Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的凝固组织,并分析了其微观组织演变及形成机理。结果表明,脉冲电流细化了TiAl合金的一次枝晶臂间距、柱状晶尺寸和片层间距。未加载电流的TiAl合金凝固的初生相为α相,TiAl合金的片层取向与柱状晶生长方向夹角较大,甚至垂直于生长方向。脉冲电流作用导致枝晶发生熔断和破碎,促进了β枝晶相的析出及增多,片层取向与晶体生长方向夹角较小或成45°生长的片层进一步增多。脉冲电流降低了固-液相之间的自由能及原子扩散激活能,减少形核位垒及晶核的形核功,从而在一定程度上促进原子扩散,增大了形核率,细化一次枝晶臂间距及柱状晶;初生相的转变析出及其特殊的位向关系是片层取向变化的主要原因。