电磁搅伴作用下形成分离共晶的研究

研究了近２０种简单和复杂二元共晶合金在强磁场搅拌下形成分离共晶的现象。发现大多数金属／非金属类共晶和部分金属／金属间化合物类化晶发生分离共晶现象，其判据可定为分离相的熔解熵ΔＳ≥２３Ｊ／（ｍｏｌ．ｋ）。     

功率超声对水平连铸Al-1%Si合金凝固的影响

研究了水平连铸过程中在保温炉内施加功率超声熔体处理对Al-1%Si合金凝固过程的影响.结果表明:施加功率超声后,合金凝固曲线第1个拐点左移,斜率发生了变化,且随着超声功率的增加,合金的结晶温度升高,当超声功率为1000W时,结晶温度提高了33℃;同时,施加了功率超声后,保温炉内金属液温度分布均匀性随着超声功率的增加得到了显著的改善;金相分析表明,当超声功率为1000W时,铸坯凝固组织得到了细化,同时晶粒尺寸更加均匀;此外,施加功率超声处理后铸坯表面质量得到了提高.     

Mathematical modeling of electromagnetic dimensionless number for electromagnetic casting of metals and its application

in order to estimate the feasibility of electromagnetic casting (EMC) for different metals, a mathematical model named the electromagnetic dimensionless number (EMDN) was presented, and its validity was proved by the experiments of aluminum and Sn-3~Pb alloy. From the experiment and the analysis of EMDN it can be concluded that the EMC of steel can be attained only when the magnetic flux density is larger than 0. 09 T, while that required for aluminum is only 0. 04 T. The mathematical expression of the electromagnetic dimensionless number was given out.     

球墨铸铁疲劳裂纹扩展的微观机制

研究了在恒幅拉伸循环载荷作用下球铁的疲劳裂纹扩展的微观机制，分析了石墨形态对铸铁疲劳裂纹萌生及扩展行为的影响。结果表明：铸铁的石墨形态对疲劳裂纹的萌生及扩展有很大影响。灰铁由于在共晶团内石墨片相互连接，疲劳裂纹总是沿着与外应力相垂直的石墨片／基体边界扩展。球铁的疲劳裂纹扩展受基体组织及石墨形态所左右，但在石墨球／基体界面产生的滑移带、塑性区及裂纹尖端钝化区决定着疲劳裂纹萌生及扩展的整个过程。球铁的疲劳裂纹扩展规律是：裂纹连续扩展—急速扩展—裂纹尖端钝化—重新诱发裂纹—连续扩展。     

强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响

研究了强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响。对Al-6Si亚共晶铝．硅合金进行Na盐变质处理后,重熔并在720℃下保温20min时,如果不施加强磁场,共晶Si呈粗大的针片状,长度和分布不均匀,凝固组织为未变质组织,即发生了重熔失效的现象。施加强磁场的条件下,共晶Si仍呈细小的颗粒状,凝固组织仍与第一次变质后相当,没有发生重熔失效的现象。分析认为重熔失效是Na的氧化和烧损以及凝固过程中对流的共同作用的结果。而施加强磁场的条件下,合金的变质组织得以保持是由于强磁场强烈抑制了熔体对流的。对固态下的合金施加强磁场对变质组织没有产生影响。     

高频磁场电磁净化模拟

为了更准确地分析高频交变电磁场对金属熔体中的非金属夹杂物的去除效果,分别利用硅含量为18%、12.6%和10%3种铝硅合金所生成的尺寸为100、50和10μm的硅块来模拟非金属夹杂物以进行电磁净化实验研究.实验证明:生成的硅块可以更好地模拟金属液中单个的非金属夹杂物;施加电磁场后发现,电磁挤压力对单个尺寸在100和50 μm的非金属夹杂物的去除效果明显,同时也可以去除10 μm左右的非金属夹杂物.     

空心管坯软接触电磁连铸技术研究

提出空心管坯软接触电磁连铸方法,以Sn-3.5%Pb合金为模拟金属,采用激光实测的方法研究了不同电源功率下弯月面形状,并进行了空心管坯软接触电磁连铸实验.研究表明:施加中频电磁场,管坯型腔内熔体形成具有一定高度的悬浮液柱;功率增加,弯月面隆起高度增加,金属熔体与外结晶器之间的接触角增大,接触点位置降低,对金属熔体与内结晶器之间的接触角影响不大,与内结晶器的接触点上升;与普通连铸空心管坯相比,软接触电磁连铸空心管坯的表面质量光洁,凝固组织得到显著细化.     

连铸钢坯凝固进程的数值模拟

本文提出数值模拟连铸钢坯凝固进程的数学模型,并对首钢连铸方坯的凝固进程进行了实测与模拟计算,取得了实测与模拟基本吻合的结果。采用有限差分法,以二维代替三维,以时间步长代替空间步长的方法计算。编制的计算机程序,通用于任何形状的连铸钢坯。用本程序,除模拟现行工艺外,还对六种工况进行了预测性模拟计算,分析了进一步改进工艺、提高生产率的可能性。     

新金刚石

新金刚石是具有面心立方(Fcc)结构的金属性碳，其空间群为Fm-3m，晶格常数为0．3594nm。尽管新金刚石和金刚石的结构不同，但其某些晶面衍射峰与金刚石一致，1991年被日本科学家Hirai命名为新金刚石(New-Diamond，Ndjamond)。2001年Konyashin用实验证实新金刚石为面心立方结构的碳。在此以前，新金刚石在许多的实验过程中也曾获得过。     

锆对电磁铸造7050铝合金显微组织和力学性能的影响

利用电磁铸造技术制备了加入锆元素的高强度7050铝合金;采用光学显微镜和扫描电镜分析其显微组织,并进行了硬度和拉伸试验,研究了锆对铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:适量金属锆的加入可以细化铝合金的显微组织,提高铝合金的硬度、抗拉强度和伸长率;当锆质量分数控制在0.1%时,可以使铝合金获得最优的性能,抗拉强度为331.6 MPa,伸长率为12.1%,硬度为87.8 HBS。