旋转磁场对Al-Cu合金凝固组织动力学行为的影响
热电磁流体动力学效应对Al-4.0Cu定向凝固组织的影响
律 和热 电磁流 体 动力 学 效 应 （ Ｅ Ｄ） 针 对 前 人试 验 Ｔ ＭＨ ， 中的一些 不 足 之 处 ， 试 验 使 用 自制 改 进 的 Ｂｉｇ ｎ 本 ｒ ｍａ ｄ
水平 定 向凝 固装 置 ， 究 了直 流 稳 恒 磁 场 对 Ａ ４． Ｃ 研 ｌ Ｏｕ
子 调 速 电机
ｌ． ３ 和动 量 的传 输 以及 液态 金属 的成
形 过程 ， 不仅 有利 于 改善 和 控 制 凝 固组 织 和成 分 分 布 ，
而且对 于制 备新 材 料也 具 有 重要 的意 义 … 。国 内外 学
者 已经 研究 开发 了多 种金 属 电磁 凝 固技术 ， 括 电场 中 包
准确 地研 究和认 识 外加 稳 恒 磁 场下 的金 属 定 向凝 固规
１磁 极 位 置 ． 水 ７ 电阻丝 ．
图 １ 水 平 定 向 凝 固装 置 简 图
２挡板 ． ８试样 ． ３保温层 ． ４ 辐射挡板 ． ５ 冷却盒 ． １． 速 器 １调 ６ 冷 却 ． ｌ． ２ 电
９ 坩 埚 ｌ． 电 偶 ． ０ 热 ｌ ． 动 丝 杠 ４传
和 ０ １ 再 以不 同牵 引速 度进 行试 验 。截 取凝 固后试 ． ５Ｔ， 样距 端 部 ３ｃ 的稳定 生 长 阶段 为 金 相 试 样 ， 轴 向 截 ｍ 沿
１ 试 验 方 法
１ １ 试验 材料 及设 备 ．
试验 材料 选择 ４．Ｃ Ｏ ｕ单 相 合金 。试 验 设备 见 图 １ 由加 热 保 温 系统 、 却 系 统 和 牵 引 系 统 组 成 ［， 。 ， 冷 １ ］ 系统 采用 电阻丝加 热 ， 防止使 用感 应加 热对凝 固组织 的 不利 影 响 ； 用循 环 水 冷 却试 样 ； 引 速 度 在 ２ 采 牵 ０～８０ ０
《高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的研究》范文
《高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的研究》篇一摘要：本文着重研究了高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金的组织结构及性能的影响。
通过实验分析，探讨了高压扭转过程中合金的微观结构变化、力学性能的改善以及相关机理。
本文的研究结果为Al-Zn-Mg-Cu合金的优化处理提供了理论依据和实验支持。
一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其良好的综合性能在航空、汽车、轨道交通等领域得到了广泛应用。
Al-Zn-Mg-Cu合金作为典型的可热处理强化铝合金，其性能的提高一直备受关注。
近年来，高压扭转工艺作为一种新型的合金处理技术，被广泛应用于金属材料的改性研究。
本文通过系统研究高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与性能的影响，以期为该合金的进一步应用提供理论支持。
二、实验材料与方法本实验采用Al-Zn-Mg-Cu合金作为研究对象，通过高压扭转工艺对其进行处理。
实验中，首先对合金进行均匀化处理，然后进行高压扭转处理，并设置不同的扭转次数作为变量。
通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段观察合金的微观组织结构变化；同时，进行硬度测试、拉伸试验等力学性能测试。
三、高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金组织的影响1. 微观结构观察通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜的观察，发现随着高压扭转次数的增加，Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒尺寸逐渐减小，晶界更加清晰，晶内亚结构更加明显。
这表明高压扭转工艺能够有效地细化合金的晶粒，改善其微观结构。
2. 第二相分布高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金中的第二相分布也有显著影响。
随着扭转次数的增加，第二相颗粒更加均匀地分布在基体中，这有利于提高合金的力学性能。
四、高压扭转工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金性能的影响1. 硬度测试通过对合金进行硬度测试发现，随着高压扭转次数的增加，Al-Zn-Mg-Cu合金的硬度逐渐提高。
这主要是由于合金晶粒的细化以及第二相的均匀分布，使得合金的硬度得到提高。
热电磁流体动力学对Al—4.5Cu合金定向凝固组织的影响
１ Ｌ Ｔｎ， ０ ＡＩ Ｄ ９９ ％ 的高 纯 Ａｌ ９ ．９ 的高纯 Ｃ 和 ９９ ％ ｕ按 所 需 成 分 在 高频 感
应炉 内配制而成 ， 并浇成直径为 ９ ｍｍ 的小棒作为预制 试验 。为 使 铝 与 铜 混 合 均 匀 ， 样 在 熔 化 后 保 温 试 ６ ｎ 固 ， 试 样凝 固时施 加 横 向直 流磁 场 ， 凝 固 ０ｍｉ凝 在 将
磁 感 应 强 度 的 增 大 ， 晶 间距 增 大 ， 次枝 晶 间臂 变 粗 ， 是 热 电磁 流 体 动 力 学 影 响 的 结 果 枝 二 这 关键 词 ： 向 凝 固 ；液 体 流 动 ；枝 晶 间 距 ；热 电磁 流 体 动 力 学 定
中 图分 类 号 ：Ｇ２ ４ Ｔ ４ 文 献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０８ ６ （ ０ ２ ０ －３ ００ １０ －３ ５ ２０ ）６０ ３ －２
维普资讯
铸 造 技 术
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Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ６ １２ ．
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３０ ・ ３
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铸造技术
Ｆ ｕ ｄｙＴ ｃ ｎ ｌ ｙ ｏ ｎ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ’ ｇ
热 电 磁 流 体 动 力学 对 Ａｌ ． ｕ合 金 ５ 一 Ｃ ４ 定 向 凝 固 组 织 的 影 响
刘 晴 ，肖 荔 ，时海 芳 ，张伟 强
（ 宁工程 技 术 大学 ， 宁 阜 新 １３ ０ ） 辽 辽 ２０ ０
摘要 ： 定向凝 固条件 下 ， 在 施加横 向磁场 。当磁 感应 强度＜ １Ｔ时 ， 有磁 场存 在 时 的显微 组 织较 无磁 场 时枝 晶 间距 增 大 ， 随 且
用， 然而 ， 凝 固过 程 中 ， 在 由于 塞 贝克 效应 ， 固液 界 面 在
强磁场下合金凝固过程控制及功能材料制备
强磁场下合金凝固过程控制及功能材料制备摘要近些年来关于强磁场下材料加工过程的研究取得了长足的发展和进步。
本文综述了强磁场下金属材料凝固过程控制和新材料制备的研究进展。
重点介绍了强磁场下Lorentz力、热电磁力和磁化力对熔体流动、溶质分布和组织演变的影响规律；磁力矩对磁性相的晶体取向的作用规律；磁偶极间相互作用对相排列的控制作用等。
同时，介绍了利用强磁场下的凝固方法制备MnSb/MnSb-Sb梯度复合材料和梯度磁致伸缩材料、各向异性材料等新型功能材料的研究进展。
通过强磁场控制金属材料凝固过程可以有效改善材料的微观组织，并进一步提高材料性能，这为开发新型功能材料提供新的途径。
关键词强磁场，合金，凝固，功能材料，梯度材料，各向异性材料received2017-12-14,inrevised form 2018-02-03金属材料的性能最终取决于其微观组织结构。
绝大多数金属材料制备过程中都要经历凝固的过程，凝固过程中熔体流动、溶质和相分布、固/液界面形貌演变以及晶体取向等均会对材料的微观组织结构产生显著的影响。
因此，在凝固过程中，通过对合金成分、凝固速率、温度梯度、第二相(溶质、增强相或杂质等)含量及分布等参数[1,2]进行合理的控制，从而获得理想的凝固组织结构，已经成为了提高材料性能甚至开发性能优异新材料的重要途径之一。
近几十年中，研究人员不断尝试采用多种手段对凝固过程进行控制，从而开发出如定向凝固[3～5]、快速凝固[6～8]、离心铸造[9～12]、深过冷[13,14]和外加物理场控制的凝固手段[15～20]等，不但满足了科学技术发展和工业生产的需求，也丰富了金属凝固理论。
近些年来，随着超导材料和超低温冷却技术的进步，强磁场发生技术取得了突破性的进展，磁感应强度大于2 T的稳恒强磁场的产生和应用技术日趋成熟。
因此，强磁场作用下对金属材料凝固行为的研究引起了极大的关注。
磁场对物质通常表现出2种基本作用效果，包括对导电流体产生Lorentz力作用和对物质产生的磁化作用。
Al-Cu合金水平单向凝固组织预测及实验观察
Al-Cu合金水平单向凝固组织预测及实验观察仲红刚;曹欣;陈湘茹;张捷宇;翟启杰【摘要】使用有限元耦合元胞自动机模型预测水平单向凝固实验中 Al-4.5%Cu(质量分数)合金试样的温度场和微观凝固组织。
晶体形核和枝晶生长动力学模型分别采用Rappaz连续形核模型和Kurz-Giovanola-Trivedi(KGT)模型简化形式，基于纯扩散条件，采用 KGT 模型简化公式计算生长参数。
结果显示：数值模拟可以较准确地预测柱状晶向等轴晶转变(CET)位置和等轴晶晶粒尺寸，但因模拟未考虑晶核的运动，激冷等轴晶区的模拟有较大偏差。
模拟和实验结果都证明过热度显著影响Al-Cu合金的凝固组织，过热度低于20℃条件下可以获得全等轴晶组织，否则会出现柱状晶；过热度50℃以上的试样CET位置几乎不发生变化。
%The temperature field and the grain structure of Al-4.5%Cu (mass fraction) alloy in horizontal directional solidification process were predicted using a cellular automaton (CA) coupled with finite-element (FE) model. The Rappaz model was adopted to calculate the nucleation. And the Kurz-Giovanola-Trivedi (KGT) model was used to describe the growth kinetics of dendritic tips. The growth parameters of Al-4.5%Cu alloy were calculated using simplified KGT formula, which was derived based on the pure diffusion condition. The results show that the position of the columnar to equiaxed transition (CET) and the size of equiaxed grains can be simulated reasonably. However, large deviation of the simulated result exists in the chill zone as the movement of nucleus is not considered. The simulated and experimental results prove that the superheat greatly influences the solidification microstructures of Al-Cu alloy. Full equiaxed grains can beobtained if superheat is lower than 20 ℃, otherwise columnar grains will be observed. When the superheat is above 50 ℃, the positions of CET are no longer changed.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】8页(P2792-2799)【关键词】Al-Cu合金;元胞自动机;凝固过程;柱状晶向等轴晶转变;热模拟【作者】仲红刚;曹欣;陈湘茹;张捷宇;翟启杰【作者单位】上海大学材料科学与工程学院上海市现代冶金及材料制备重点实验室，上海 200072;上海大学材料科学与工程学院上海市现代冶金及材料制备重点实验室，上海 200072;上海大学材料科学与工程学院上海市现代冶金及材料制备重点实验室，上海 200072;上海大学材料科学与工程学院上海市现代冶金及材料制备重点实验室，上海 200072;上海大学材料科学与工程学院上海市现代冶金及材料制备重点实验室，上海 200072【正文语种】中文【中图分类】TG21连铸坯凝固传热主要在厚度及宽度方向(或径向)进行，拉坯方向的凝固传热可以忽略不计。
α-Al磁性对强磁场下Al-Cu亚共晶合金定向凝固组织的影响
α-Al磁性对强磁场下Al-Cu亚共晶合金定向凝固组织的影响刘钱;任忠鸣;钟华;李传军;余建波【期刊名称】《上海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(020)004【摘要】以Al-Cu亚共晶合金为研究对象,考察了α-Al单晶磁各向异性对稳恒强磁场下定向凝固枝晶组织生长行为的影响.实验测定了α-Al单晶不同晶向的磁化率.结果表明:Al-Cu单晶中的磁化现象表现出明显的方向性;难磁化轴为晶体学位向<111>方向,即磁化率最小;易磁化轴为晶体学位向<311>或<310>方向,即磁化率最大;磁化率随Cu原子数量的增加而降低;[111]晶向族中4个晶向的磁化率不再一致.对于Al-0.85％Cu合金,当生长速度为50μm/s时,在无磁场情况下其定向凝固枝晶主干沿凝固方向排列;当施加6T纵向强磁场时,枝晶主干偏离凝固方向成一定夹角排列,这一现象可能是由α-Al磁晶的各向异性所致.【总页数】8页(P472-479)【作者】刘钱;任忠鸣;钟华;李传军;余建波【作者单位】上海大学上海市现代冶金和材料制备重点实验室,上海200444;上海大学上海市现代冶金和材料制备重点实验室,上海200444;上海大学上海市现代冶金和材料制备重点实验室,上海200444;上海大学上海市现代冶金和材料制备重点实验室,上海200444;上海大学上海市现代冶金和材料制备重点实验室,上海200444【正文语种】中文【中图分类】TG146.2【相关文献】1.强磁场对Al-Cu合金凝固组织及溶质分布的影响 [J], 苑轶;王强;刘铁;赫冀成2.强磁场对定向凝固Al-Al2Cu共晶合金位错的影响 [J], 朱玮玮;任忠鸣;任维丽;邓康;钟云波3.强脉冲磁场对Al-Cu共晶合金定向凝固组织的影响 [J], 牛晓武;赵志龙;刘林4.强磁场下亚共晶Al-Cu合金初生相形核与生长行为(英文) [J], 李传军;任忠鸣;任维丽;武玉琴5.Al-Cu共晶合金定向凝固不同抽拉速度下的组织演化 [J], 王狂飞;王有超;历长云;崔宏保;米国发因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电、磁场对金属凝固组织的影响及应用
金属凝 固过程的控制是获得高性能优质铸件的
关键 ， 对凝 固过程 进行 控制 ， 方面 是要 获得 晶粒 细 一
小、 组织致密 、 性能优 良的产 品， 另一方面是综合利 用各种 手段 开发 新 的金属 凝 固成 形 技 术 ， 进 金属 改
的熔炼 、 固 、 型 过程 以满 足 不 同情 况 下 的要 求 。 凝 成
ｅ ｐ ｃｅ ． ｘ ｅ ｔ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ：ｌｃ ｒ ｅｄ ，ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ，ｓ ｌ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｔ ，ｇ ａｎ ｒ ｆ ｅ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｅ ｔ ｃ ｆ ｌ ｓ ｉ ｉ ｇ ｅ ｉ ｆ ｌ ｓ ｏｉ ｆ ａ ｉ ｆｍｅ ａ ｃｉ ｄｉ ｏ ｌ ｒ ｉ ｅ ｎ ｍｅ ｔ ｉ
望。
关 键 词 ： 场 ； 场 ； 属 凝 固 ； 化 晶粒 电 磁 金 细 中 图 分 类 号 ：Ｇ ４ Ｔ ２９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４—６７ （ ０７ ０ ０４ ｏ １０ １８ ２ ０ ）４— ０ ７一 ３
Ｅｆｅ ｔｏ ｅ ｔ ｉ ｎ ａ ｎ ｔｃ Ｆｉ ｌ ｎ ｔ ｏ ｉ ｆｃ ｔｏ ｆ Ｍ ｅ ａ ｎｄ Ｉ ｓＡｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｃ ｆＥｌ ｃ ｒｃ ａ ｄ Ｍ ｇ ｅ ｉ ｅｄｓ ｏ ｈｅ Ｓ ｌ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｌａ ｔ ｄｉ ｌ ｔｏ ｃ
Ｉ ｈ ｒｉｌ ，ｔ ｅ ｅｆｃ ｆ ａ ｉ ｕ ｌｃ ｒ ｎ ｇ ｅ ｉ ｆ ｌ ｓｏ ｈ ｏ ｉｉ ｃ ｔ ｎ ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｎ ｏ ｔｌ ｒ ｒ ｓ ｎｅ ｎ ｅ ｒｐ ｉｃ － ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｅ ｈ ｆ ｔ ｒ ｓｅｅ ｔｉ ａ ｄ ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｎ ｔ ｅ ｓ ｌ ｆ ａ ｉ ｏ ｓ ｕ ｔ ｆｍｅａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｄ ｔ ｉ ｒ ｉ ｃ ｅ ｏｖ ｏ ｃ ｃｉ ｄｉ ｏ ｒ ｏ ａ ｈ ｎ
电、磁场对金属凝固组织的影响及其应用
１ 电场 对 金属 凝 固的 影 响及 应 用
根 据 对 电磁 学 和 金 属 凝 固 理 论 的现 有 认 识 ，
人 们 推 测 电 场 作 用 于 凝 固 系 统 会 产 生 一 系 列 效 应 ： 电传 输 效 应 、焦 耳 热 效 应 、Ｐ ｌｉｒ 应 和 起 ｅｔ 效 ｅ
Ｐ Ｎ Ｇ ａ ｇ ｗｅ Ｅ Ｇｕ ｎ ・ ｉ
（ ｈ ｚｏ ｏ ａｉｎ ｌ ｅｈ ｏｏｙＣ ｌ ｇ ， ｈ ｚ ｏ １０ １ Ｃ ｉａ Ｚ ｕｈ ｕＶ ｃｔ ａＴ ｃｎ ｌｇ ｏｌ ｅＺ ｕｈ ｕ４ ２ ０ ， ｈｎ） ｏ ｅ
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脉冲磁场对金属凝固组织和力学性能地影响
Ｊ二海大学倾：Ｌ学位论史王晓东，李廷举…ｌ等人研究了不锈钢金属熔体在旋转电磁场作用下的凝固过程，认为电磁搅拌力引起的动量对流对补缩的促进作用并不大。
旋转电磁场阻碍中心疏松、缩孔形成的机制为：电磁力引起的动量对流增强了熔体的热、质传输过程，使熔体温度分布更趋均匀，温度梯度减小，使心部熔体的固相率更趋一致且在短时内增至特征固相分数，且凝固末期熔体的凝固速率增大，使心部熔体在短时内凝固，避免了中心疏松、缩孔的形成（如图１—４所示）。
图１～４金属铸坯的凝固‘”１（ａ）未处理（ｂ）施加磁场孙伟成ｉｌ２】等人则研究了直流磁场、旋转磁场，直流电流作用下Ａ１一ｃｕ和Ａ卜ｓｉ合金的凝固组织，发现直流磁场可促进穿晶柱状晶的形成，对晶粒起粗化作用，旋转磁场可形成电磁搅拌，细化凝固组织；无论哪种磁场再通直流电流，则绌化效果更明显，只是通过的直流电流强度有一饱和值，超过此饱和值，则晶粒反而会发生粗化。
徐林等人通过研究发现，旋转磁场不仅对ｓｎ—Ｐｂ合金起到改善和防止偏析的产生、细化晶粒、提高机械（力学）性能的作用，而且还对合金的冷却曲线产生较大的影响。
于平、李子全【Ｊ３Ｊ等人研究了旋转磁场作用下，ｚＡ一２７合金初生相形貌演变过程及机理（图卜５），指出在低于液相线温度搅拌时，枝晶会发生弯曲变形、断裂、球形化和颗粒聚集的现象：在高于液相线温度电磁搅拌时，初生相会发生形核、球形生长和偏聚。
在旋转磁场作用下，能使ＺＡ－２７合金树枝晶转变为非树枝晶流变组织，且该组织的形成机理倾向于枝晶折断和枝晶弯曲合并两种理论。
交替改上海人学碰卜卜学位论文变磁场旋转方向有利于ＺＡ２７合金初生相的细化和均匀分布，并提高其圆整度加入微量合金元素对初生相有明显细化效果。
图１－－５ＺＡ－－２７合金铸锭组织Ｘ１００１１３１（ａ）砂型铸造（ｂ）在磁场中凝吲（ｃ）经旋转磁场电磁搅拌但来加旋转磁场张奎【１４】等人则研究了交流旋转磁场对Ａ卜Ｓｉ合金凝固组织的影响，结果发现其凝固组织的形貌为圆形轮廓的初生相晶粒浸润在细小的共晶体中，这与传统的凝固态枝晶组织有着显著差异。
强磁场对Al-40％Cu合金中Al2Cu析出相的影响
强磁场对Al-40％Cu合金中Al2Cu析出相的影响张天会;晋芳伟;任忠鸣;徐人平【摘要】在10T强磁场下进行了Al-40％ Cu(质量分数)合金重熔凝固实验,并用金相分析方法研究了磁场对凝固组织的影响.实验结果表明,Al-40％Cu合金在10T强磁场中凝固时,析出相Al2Cu形成与磁场方向成一角度的规则排列的平面层状组织.理论分析认为:由于Al2Cu晶体在不同方向的磁化率不同,在磁场中受到磁力矩的作用而转动,晶体的易磁化轴转到能量最低的方向.且在强磁场中,Al2Cu晶粒之间的磁相互作用已达到液态分子间相互作用力的数量级,由于磁相互作用,相邻Al2Cu晶粒相互靠近,并在易磁化方向聚合生长,从而形成规则排列的平面层状组织.%Al-40% Cu Alloy was prepared under a high magnetic field. The solidification behavior of Al-40% Cu alloy was studied by optical microscope. The experimental results show that the precipitating phase Al2Cu formed alignment planar layer structure having a angle with the direction of magnetic field when Al-40% Cu alloy solidified under a high magnetic field of 10T. The theoretical analysis demonstrates that Al2 Cu crystals occur a rotation under the action of the magnetic moment caused by the susceptibility difference on different direction in the applied field, and the easy magnetization axis rotates to a direction of the lowest energy. Furthermore, the interaction among the particles can touch the order of the intermolecular force of liquor under a high magnetic field. The neighboring Al2Cu grains approach each other and grow along the easy magnetization direction due to the magnetic interaction, and then the alignment structure has been formed in the applied field.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】5页(P24-28)【关键词】强磁场;Al-Cu合金;Al2Cu相;定向排列;凝固组织【作者】张天会;晋芳伟;任忠鸣;徐人平【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,昆明650051;云南农业大学工程技术学院,昆明650201;三明学院物理与机电工程系,福建三明365004;上海大学材料科学与工程学院,上海200072;昆明理工大学机电工程学院,昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TG111近年来，随着低温超导磁体技术的发展使得强磁场的获得日趋便利，这促进了强磁场在材料科学研究领域的应用。
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备过程 中从 加热 开 始到 凝 固采 用 Ｎ —ｒ 电偶 监 控 ｉ 热 ｃ 温度 ， 录凝 固过 程 温 度 。 自行 研 制 的磁 场 发 生 装 记
置 示 意 如 图 １所 示 。
凶
对 不 同金属 的凝 固行 为做 了大 量 的研究 ， 结果 发现 ，
旋 转 磁 场 对 Ａ —ｕ 金 凝 固组 织 动 力学 行 为 的影 响 ｌ 合 Ｃ
杨 效 田 李 霞 李锡 恩 李 文 生 ， ， ，
（ ． 州理 工大 学 材料科 学 与工程 学 院 ， 州 ７ ０ ５ ； ２ 兰 州交通 大 学 化 学 与生 物 １兰 兰 ３ ０ ０ ． 工程 学 院 ， 州 ７ ０ ７ ３ 兰州 商 学院 教 务 处 ， 兰 ３ ０ ０； ． 兰州 ７ ０ ０ ） ３ ０ ０
随 着环境 科 学 的发 展 ， 现代 材料 要求 经济性 、 功
然后迅 速 取 出置 于旋 转 磁 场 中让 其 冷 却 凝 固 ， 一 另 相 同条 件 下 的试 样 作为对 比试 样让 其 在 自然 条件 下
。
能性 和 环境协 调 性 相 统 一 。 围绕 这 一 主题 ， 界 各 世
材料 装于 直径 １ ｍ 陶瓷 管 中 ， 电 阻加 热 炉 中加 ６ ｍ 在
热熔 化 ， 热 至 ７ ０Ｃ， 温 ２ ｍｉ， 过 ５￣ 保 ０ ｎ 使合 金 均 匀 化 ，
旋转 磁场 的旋 转方 向。试验 中旋 转磁 场 的旋转 速率
收 稿 日 期 ：００— ６一 １ ２ １ ０ Ｏ
选用 ７ ． ｒｓ ８ ５／ 。每 隔 ｌ ｉ ｎ改 变 １次旋 转 方 向 ， 场 ｍ 磁 强度 通 过 调 节 电压 来 控 制 ， 定 电 压 为 ５ １０， 设 ０，０
图 １中旋 转 磁 场 由一 个 ５ Ｗ 的 三相 异 步 电动 ｋ 机 的定 子 线 圈产 生 。定 子 线 圈 与 一 个 ５ Ｗ 的三 相 ｋ 调压器 相 连接 ， 过 调 压器 控 制 电流 强度 以及 改 变 通 磁场 强度 。该装 置 还可 通过 三相 电压 的换 相器 改变
（ ％ ～ ％ ） ｕ合 金 为 试 验 材 料 ， 试 验 配 置 好 的 ４ ５ Ｃ 将
第 ６ ３卷
第 １期
有 色
金 属
Ｖｏ ． ３．ＮＯ １６ １ Ｆ ｂ． ２ ０ １ ｅ １
２０１ 年 ２ 月 １
Ｎｏ ｆｒｏ ｓ Ｍ ｅａ ｓ ｎｅｒｕ ｔｌ
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ １—０ １ ． ０ １ ０ ． ０ ｓ ２ １２ １ ． １０ ４
国都在 大力 发 展 材 料 的研 究 和 制 备 新 技 术 。近 ２ Ｏ
冷却凝 固。制 成 ￣１ ｍ ０ ｍ 的试样 。在＿ 制 ６ ｍＸ ｍ ５ １ 月 ＝试样 ¨
年来 ， 理场 处理 技 术 作 为 一 种 环保 、 济 、 有 很 物 经 具 大 发展 潜力 的技 术 备 受 关 注 。至 今 ， 界 各 国科 研 世
金， 其力 学 性能优 良 ， 完全 可替 代钢 铁材 料用 于制 造 汽车等 的结 构件 ， 有 很 大 的市 场 潜 力 。采 用 旋 转 具 磁场对 Ａ一 ｕ合 金 在 凝 固过 程 中进 行 处 理 ， 果 取 １ Ｃ 结 得 了令人 满意 的效果 。
１一旋 转 磁 场 发 生 器 ； 一炉 体 ； ２ ３一热 电 偶 ；
摘 要 ： Ａ －４ ～５ ） ｕ合 金 为 试 验 材 料 ， 究 旋 转 磁 场 环 境 对 Ａ －ｕ合 金 凝 固组 织 的 影 响 。 将 装 于 ｔ ６ ｍ 坩 埚 中 以 １（ ％ ％ Ｃ 研 １ｃ ｈ ｍ ｌ
Ａ－ ｕ合 金 在 电 阻炉 中加 热 熔 化 ， 后 迅 速 放 置 于 旋 转 磁 场 之 中 ， 其 在 旋 转 磁 场 中 冷 却 凝 固 。采 用 光 学 显 微 镜 观 察 合 金 凝 固组 １ Ｃ 然 让
在 合金 的凝 固过 程 中施加 交 、 直流 电场或 磁场 ， 有着 细 化 晶 粒 、 善 组 织 的 作 用 ， 此 受 到 极 大 关 改 因
机 理 没 有 达 到 统
一
的认 识 ， 使该技 术 没能得 到 广泛 的应 用 。 Ａ －ｕ合 金 尤 其 是 含 铜 ４ ～５ 的 Ａ 一ｕ合 １ Ｃ ％ ％ １ Ｃ
４一温 度 记 录 仪 ； ５一坩 埚 ； 熔 融 金属 液 ； ６一 ７一三 相 调 压 器
图 １ 实 验 装 置 示 意
Ｆｉ ．１ Ｓ ｈ ｍ ｅ ｏ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｆ ｃ ｌ ｙ ｇ ｃ ｅ ｆ ｅ ｐ ｒｍ ｎ ａ ａ ｉｉ ｔ
１ 实 验 方 法
选用 结 晶 温 度 区 间 较 宽 ， 裂倾 向较 大 的 Ａ 一 热 ｌ
织 变 化 。 结 果 发 现 ， 转 磁 场 对 合 金 的凝 固组 织 产 生 明 显 的 细 化 效 果 ， 旋 使粗 大 的树 枝 晶破 碎 ， 固组 织 不 再 是 树 枝 晶 结 构 ， 呈 现 凝 而 近 等 轴 晶 颗 粒 ， 布较 均匀 ， 间距 也 明显 减 小 。同 时 发 现 ， 同 的 磁场 强 度对 合 金 的凝 固组 织 形 貌 有 不 同 的影 响 ， 细 化 晶 粒 角 分 晶 不 从
度 讲 ，０ Ｖ 电 压产 生 的磁 场最 有 利 于 晶粒 细 化 ， 高 或 过 低 的 磁 场 强度 都 不利 于 晶粒 细 化 。 １０ 过
关 键 词 ： 属 材 料 ； １ ｕ合 金 ； 转 磁 场 ； 固 组 织 金 Ａ一 ｃ 旋 凝
中 图分 类 号 ： Ｇ １ ． 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： ０ — ２ １ ２ １ ） １ ０ １ ０ Ｔ １ １４ Ａ １ １ ０ １ （０ １ ｏ — ０ ４— ５ ０