高密度脉冲电流对A356铝合金凝固组织的影响

研究了高密度脉冲电流对A356铝合金凝固组织的影响，实验中对液相线以下溶体的凝固过程在不同阶段进行电脉冲处理。对比实验结果表明：经过电脉冲处理后，A356的合金凝固组织得到明显细化；在同样的电脉冲条件下，凝固组织细化效果与电脉冲放电开始时间有关，凝固过程中放电开始时间越早，凝固组织细化效果越明显；反之，凝固组织细化效果较差；同时，脉冲充电电压越高，凝固组织细化程度越大。定量计算了脉冲电流产生的电磁力并分析了脉冲电流影响凝固组织的作用机制。     

低压交流脉冲对A357合金凝固宏观组织的影响

针对A357铝合金,利用低压交流脉冲处理,研究了脉冲电流对该合金凝固宏观组织的影响.试验结果表明:低压交流脉冲可实现铸件晶粒整体细化,且细化晶粒的电流密度存在一个阈值和饱和值.在凝固过程的不同阶段施加脉冲电流,发现细化作用只发生在形核阶段.低压交流脉冲电流密度对晶粒密度的影响规律与过冷度的影响相一致,脉冲电流在形核阶段可提供一个附加能量,降低形核势垒,导致晶核增殖,晶粒组织细化.     

脉冲电流对金属凝固组织影响的研究进展

综述了脉冲电流对金属凝固组织的影响及细化机制的研究现状及进展.分析了脉冲电流对不同合金凝固组织细化的影响,其细化效果与金属的固有性质,脉冲电流施加于合金凝固过程的不同阶段及作用时间的长短有密切关系,从理论和实践上归纳和分析脉冲电流对凝固组织细化的机制主要是:促进形核,晶核增殖和抑制晶体生长.     

脉冲电流在纯铝凝固过程中的应用

从脉冲电流内在因素(如脉冲电流类型、脉冲电流参数选择等)和电流外在因素(如脉冲电流施加方式、通电时间控制等)两方面介绍了脉冲电流影响纯铝凝固组织的研究现状。从促进形核因素,如脉冲磁力作用、团簇结构理论、过冷度的影响、降低形核势垒;抑制晶粒生长因素,如焦耳热效应和Peltier热效应、枝晶断裂等多方面探讨了脉冲电流影响纯铝凝固组织的机理。并指出在机理方面尚未形成定论,将该项技术应用于工业生产存在一定的困难。但随着对其研究深入,必将成为未来先进的绿色凝固技术。     

脉冲电流对Al-4.5Cu合金定向凝固组织的影响

研究了脉冲电流对Al-4．5Cu合金定向凝固过程及组织的影响。结果表明，随着脉冲电流峰值和频率的增大，Al—4．5Cu合金柱状晶被熔断，形态由细条状变为不连续，失去其定向凝固的取向性；且柱状晶间距随电流峰值和频率的增大而减小。由脉冲电流的引入而产生的脉冲磁压力及焦耳热效应在固液界面处造成的强烈扰动是定向凝固组织失去取向性的主要原因。     

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。     

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。     

脉冲电流作用下纯铝宏观凝固组织的变化

采用高压电容器为储能装置的脉冲电源,在不同的参数下,对纯铝液进行脉冲电流处理.实验结果表明:脉冲电流能够细化金属的凝固组织,使粗大柱状晶变成细小等轴晶.脉冲电流参数不同,对金属凝固组织的细化效果明显不同.     

中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响

通过调整脉冲电流峰值和脉冲频率，研究了中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响。试验结果表明：中频低压脉冲电流可使纯铝的凝固组织由柱状晶转变为等轴晶，电流峰值在500～6000A、脉冲频率在100～1000Hz范围内，随着脉冲电流峰值和脉冲频率的提高，等轴晶不断细化，等轴晶晶区面积增大。     

脉冲电流对Zn-42%Al合金定向凝固行为的影响

采用Zn-42%Al合金作为试验材料,研究不同电流强度和脉冲频率下脉冲电流对合金定向凝固组织的影响.结果表明,随着脉冲电流强度的增大,组织得到更加明显的细化;脉冲电流细化组织的作用对脉冲频率存在一个极限响应,当脉冲振荡频率过高,脉冲电流的细化组织效果会被削弱.     

高密度脉冲电流对纯铝凝固组织的影响及其内在机理研究

研究了高密度脉冲电流作用下纯铝凝固组织的变化,考察了不同放电电压和放电电容对纯铝晶粒尺寸的影响.从高能量密度脉冲电流对纯铝结晶的形核率、过冷度和热效应三个方面的影响.对高能量密度脉冲电流细化晶粒的机理做了深入分析.结果表明:高密度脉冲电流可以显著地细化纯铝的凝固组织.随着放电能量的提高,纯铝的晶粒尺寸有大幅度的减小,可以获得均匀细小的等轴晶;但是当放电能量达到270J后,晶粒随放电能量的升高反而变粗,生成大量的粗大的柱状晶.     

脉冲电场对Al-5wt%Cu合金熔体的孕育形核作用

对Al-5wt%Cu合金熔体进行了电脉冲处理,采用热分析方法研究了脉冲电场对该合金凝固冷却曲线的影响.结果表明,电脉冲可显著细化Al-5wt%Cu合金的凝固组织,进而改善其热裂倾向.凝固冷却曲线和温变速率曲线揭示了脉冲电场对合金熔体的孕育形核作用.     

脉冲电流对2091铝锂合金再结晶动力学的影响

研究了脉冲电流对２０９１铝锂合金再结晶动力学的影响。金相观察结果表明,脉冲电流加速再结晶,并减小完全再结晶晶粒尺寸。透射电镜观察表明,通电试样在保温１５ｍｉｎ的组织为几乎无晶内位错的再结晶组织,而未通电试样却是混乱位错的亚结构,研究表明,脉冲电流提高再结晶形核率和降低再结晶长大速率而减小完全再结晶晶粒尺寸。     

脉冲放电对Pb—Sn合金凝固组织影响的研究

研究了两种脉冲放电（简称ＰＥＤ）方式下Ｐｂ－６０ｗｔ－％Ｓｎ合金的凝固组织，发现在大容量脉冲放电处理的条件下，富Ｐｂ初生相树晶“破碎”，变成粒状晶，而在小容量压连续脉冲放电处理的条件下，共晶晶粒沿电极方向拉长，共晶片沿电极方向生长，并且共晶片间距减小，最后，本文对脉冲放电影响金属凝固组织的机制进行了探讨。     

一种定向凝固叶片浇注系统的研究

通过对某发动机低压涡轮工作叶片定向凝固用浇注系统的设计和研究,找出了浇注系统影响铸件定向凝固质量的因素,确定了可获得较高铸件合格率的设计方案.研究表明:在定向凝固浇注系统设计中,叶片分布方式和引晶位置直接影响到叶片定向凝固柱状晶生长状态和组织致密程度;叶片呈环形均布形成的温度场有利于柱晶沿[001]方向生长,呈扇形均布的组合方式不利于柱状晶定向生长.     

混合焓对激光多层沉积Ti-6Al-4V合金凝固组织的影响

分别以预合金粉末和混合元素粉末为原料进行激光多层沉积Ti-6A-4V合金,采用XRD研究了预合金粉末、混合元素粉末和沉积试样的相组成,采用金相显微镜研究了沉积试样的凝固组织.结果表明,预合金法激光多层沉积Ti-6Al-4V合金的凝固组织由外延生长的柱状晶组成,且随激光功率的提高,合金凝固组织倾向于由柱状晶转变为等轴晶;随着激光功率由1600 W增加至2700 W,混合元素法激光多层沉积Ti-6Al-4V合金的凝固组织则由粗大等轴晶逐渐转变为外延生长的柱状晶.扫描速率对合金凝固组织的影响较小.对混合焓对合金凝固组织的影响进行了讨论.     

脉冲电流对Al-Si合金缩孔及凝固组织的影响

在Al-Si凝固过程中施加脉冲电流，可以使合金凝固组织的形貌得到改善，晶粒细化。在脉冲压力作用下，使凝固后组织中的缩孔缩松关小乃至消除。     

考虑压室预结晶的镁合金压铸组织实验及模拟研究

针对镁合金压铸件表层晶粒细小均匀而心部晶粒较粗大且不均匀的特点,开展一系列压铸实验,研究镁合金压铸工艺对压室预结晶和压铸件最终凝固组织(特别是对晶粒大小、压室预结晶组织的含量及分布形态)的影响.采用数值模拟方法,以压铸实验统计数据为基础,建立了考虑压室预结晶的镁合金压铸形核模型,以此模拟更接近实际的压铸组织.应用所建立的形核及生长模型,模拟了不同压铸工艺下AM50镁合金阶梯压铸件的凝固组织,模拟结果与实验结果吻合较好.     

电脉冲固溶对Al-22％Si-1．5％Cu合金组织的影响

利用光学显微镜观察及显微硬度测量等方法研究了在脉冲电流作用下，Al-22％Si-1．5％Cu合金经过固溶、时效后其显微组织及基体性能的变化。结果表明，采用短时间高密度脉冲电流作用于A1．22％Si-1．5％Cu合金固溶过程前期（作用时间为120S），可明显改善该合金初生硅相及Al2Cu相的形态和分布、显著提高基体的显微硬度。在固态相变经典形核理论的基础上，本文讨论了其作用机理。分析后认为脉冲电流影响了溶质原子的非平衡扩散过程，提高了固态相变的驱动力场从而降低扩散能垒，强化了溶质粒子扩散过程。     

热处理参数对LZO膜外延生长的影响

研究了热处理参数对LZO膜外延生长的影响。结果显示实验条件范围内,升高热处理温度、延长热处理时间和加快升温速度有利于提高(400)_(LZO)衍射峰的强度。相对于热处理温度、热处理时间和升温速度,LZO膜的织构类型对热处理时的氧分压十分敏感,氧分压直接影响到能否制备出具有单一织构成分的LZO膜。进一步分析显示,传统的形核生长理论可以很好地解释热处理温度、热处理时间和升温速度对LZO膜外延生长的影响。增加氧分压对LZO膜的外延生长存在双重作用,一方面提高氧分压可以降低膜中的积碳量,有利于LZO晶粒的长大,但另一方面,提高氧分压降低膜中的积碳后将导致对自发形核长大过程的抑制作用减弱,最终使得LZO膜不具有单一的立方织构。因此,更合理地控制/改变不同热处理阶段的氧分压才能在改善LZO膜生长动力学的同时又不影响其外延生长。