外場(chǎng)對(duì)鋁合金凝固行為影響的研究

外場(chǎng)對(duì)鋁合金凝固行為影響的研究

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1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對(duì)金屬制品的需求量日益增加,同時(shí)對(duì)其質(zhì)量及生產(chǎn)率提出了更高的要求。鋁合金生產(chǎn)中主要存在著易于吸氣、細(xì)小夾雜物不易去除的問題,嚴(yán)重制約了其發(fā)展,同時(shí),鑄坯的表面質(zhì)量粗糙、合金元素偏析、凝固組織粗大等缺陷也使其不能滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)材料的需求。目前電磁場(chǎng)、超聲場(chǎng)等外場(chǎng)在冶金及材料加工領(lǐng)域得到了一定的研究及應(yīng)用,這就為制備潔凈、高性能錨合金提供了良好的基礎(chǔ)和契機(jī)。本文以細(xì)化金屬熔體凝固組織、改善鑄坯性能為目的,將旋轉(zhuǎn)電磁場(chǎng)和超聲場(chǎng)組成復(fù)合場(chǎng),考察其對(duì)Sn.3.5%Pb合金及A356合金凝固過程的影響,復(fù)合場(chǎng)可以提高合金初

2、始凝固溫度、抑制元素偏析、細(xì)化合金凝固組織和提高鑄件的力學(xué)性能。一方面,功率超聲空化作用在合金液相線溫度以上就可以促進(jìn)熔體爆發(fā)生核,這些初生晶核被超聲聲流效應(yīng)和電磁攪拌共同產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流傳遞到整個(gè)熔體,從而得到更細(xì)小的凝固組織;另一方面,由于超聲場(chǎng)和電磁場(chǎng)引起的熔體的溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)的起伏也有助于枝晶臂的斷裂或枝晶根部的重熔,從而導(dǎo)致合金凝固組織大大細(xì)化。成功將行波磁場(chǎng)及功率超聲場(chǎng)組合成復(fù)合場(chǎng)引入到水平連鑄制備金屬線材的過程中,研究出了一種利用復(fù)合場(chǎng)水平連鑄制備合金鍵合線材的新技術(shù)??疾炝藦?fù)合場(chǎng)對(duì)水平連鑄坯表面質(zhì)量、凝固組織、力學(xué)性能以及溶質(zhì)偏析的影響,結(jié)果表明在復(fù)合

3、場(chǎng)可以均衡保溫爐內(nèi)溫度場(chǎng)、抑制硅元素偏析、提高鑄坯表面質(zhì)量,同時(shí)還可以細(xì)化鑄坯組織、提高鑄坯力學(xué)性能,其效果好于施加單一電磁場(chǎng)或超聲場(chǎng)。關(guān)鍵詞:電磁場(chǎng);功率超聲場(chǎng);復(fù)合場(chǎng);hl-Si合金;水平連鑄外場(chǎng)對(duì)鋁合金凝固行為影響的研究ResearchofextemalfieldsonthesolidificationofAluminumalloyAbstractInrecentyears,withthedevelopmentofnationaleconomy,theneedsofhighqualitymetalproductandproductionefficiencyin

4、creaserapidly.Intheindustrialproductionofaluminumalloys,thedefectssuchasgasporosity,fineimpuritieshinderitsimprovementalot.Also,thepoorifigotsurface,coarsemicrostructuresandsegregationCan’tmeettheneedsofllighqualitymaterialinthemodernindustry.Nowadays,externalfieldssuchaselectromagneti

5、cfieldandpowerultrasonicfieldaresuccessfullyappliedinmetallurgyandmaterialprocessing,whichprovideanopportunitytoproducehi曲qualityaluminumalloy.Thepurposeofthedissertationistorefinesolidificationmicrostructureandimproveingotsmechanicalproperties.Themainresultsareasfollows:Thestudyofcomp

6、oundfieldwhichisacombinationofrotatingelectromagneticfieldandpowerultrasonicfieldonthesolidificationprocessofSn一3.5%PbandA356arecarriedout.TheresultsshowcompoundfieldCallincreaseinitialsolidificationtemperature,suppresssegregation,refinesolidificationmicrostructure,andmaketheproperties

7、ofingotsimprovelargely.Ontheonehand,powerultrasonicCangeneratealargenumberofnucleiaboveliquidustemperature,andthenucleiaretransferredinthewholemeltbyforcedconvectionwhichisinducedbyacousticstreamandtheelectromagneticfieldobtainingtherefinedmicrostructure.Ontheotherhand,thetemperature

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