方波脉冲电流对Al-Si及Al-Cu合金凝固组织的影响.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
方波脉冲电流对Al-Si及Al-Cu合金凝固组织的影响
姓名:马龙
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:丁雨田
20090427
摘要本文采用自行研制的方波脉冲电流发生装置,以共晶%、过共晶—%、亚共晶%和过共晶辖鹞Q芯慷韵螅龀宓缌鞫哉庑┖辖鸬哪坦和凝固组织的影响进行了研究。经方波脉冲电流处理的%和辖穑孀怕龀宓缌鞯脑黾樱组织得到显著变化。这主要是由于脉冲电流输入能量振动熔体,磁致收缩效应促使晶核从型壁的游离和使熔体迅速失去过热,增加过冷度,从而减小临界形核尺寸,提高形核率,及强大的剪切力,产生更多的形核质心,使凝固组织均匀性增加。在方波脉冲电流处理的稴ㄏ蚰套橹⑾致龀宓缌鞯牡缜ㄒ菩в迷斐扇厶宓定向流动,使凝固组织呈梯度分布,口沿电流方向优势生长;铝硅电导率的不同造成焦耳热的差异化引起口包围初生的“晕圈”。在脉冲电流作用下的亚共晶—辖鸷凸簿%合金均得到细化,由于电场和感生磁场的不均匀性而产生电场漂移和磁场漂移,使过共晶—%合金中的弘、‘离子沿电极方向优势生长,初生相:明显被拉长。在—合金定向凝固过程中,施加脉冲电流,定向凝固组织随着幅值增加,亚共晶%和过共晶辖穑淮沃Ъ渚嗑跣 K孀怕龀电流频率的增加,亚共晶柱状晶逐渐失去了定向凝固方向,过共晶的柱状晶随着频率的逐渐增加出现中紊ぃ庵饕J怯捎诼龀宓缌魉鸬娜鹊缧в的影响,及脉冲磁压力产生一个加速度蜕に俣萔的叠加,使生长方向随着脉冲电流的变化而不断偏离原来的生长方向,失去定向凝固的取向性,出现形状组织。从本文的初步试验结果来看,脉冲电流对金属凝固过程及凝固组织具有一定的良性作用。因此,脉冲电流凝固技术具有实际应用的重大意义,是一种前景广阔的凝固技术。关键词:脉冲电流凝固组织辖餉合金硕士学位论文
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作者签名:马马泛日期:口夕年多月/兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明埂⒁原创性声明学位论文版权使用授权书年唬年匆月,口日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:导师签名:期期日日
〉淖饔随着科学技术的进步,人们对材料的使用性能和牛态环境的友好性有了越来越高的要求。金属凝固组织的细化有利于提高金属的力学性能。传统的的金属凝固组织的细化的方法是向金属熔体中添加品粒细化剂或者采用各种物理搅拌的方法等,主要缺点有污染环境、改变了合金的成分,可能影响台金的性能等。近年来,国内外学者把外场作为种新的技术手段引入到金属凝固的过程中,它是种无污染、操作简单的工艺。外场主要包括磁场和电场凝固,主要作用在合会凝固过程中和金属液处于过热的条件下处理即孕育处理两个阶段。电场凝固技术是指液态金属在通有一定电流ㄖ绷鞯纭⒔””。现有研究资料表明电场能够细化凝周组织、促进扩散、改变凝固过程中溶质的再分配,并且能够排除气孔消除夹杂、减少有害物质的影响。年,印度人啊笆紫仍诠簿%柿糠质三元合金凝崮过程中施加直流电。,。,如图尽M被狗⑾种绷鞯换成交流电也得到同样的效果。吹缌鞔缌鞔图醇拥缌骱偷缌鞔鞵猻猻套橹挠跋
明,拉伸速度荆痬脉冲和直流电对伍德合金的通冷度的研究,总结前人电流对金属熔体过冷度的结年,衷谘桥%。另外,还对铸铁进行了试验,发现不加电流的凝固组织为块状石墨分布在铁索体基体中,加电流后则成为斑点状珠光体,周围被铁素体所包围,树枝问的组织为石墨和铁索体的连续网络,对此试验结果,衔U馐怯捎诘绯「谋淞私面的稳定性,改变组织的原因是由于焦耳热。王家圻““等提出在铸铁凝固’秒时问范围内通电,电流使石墨在尺叫、形状和分布急绕