直流脉冲磁场和孕育处理共同作用下纯铝的细化(英文)

研究直流脉冲磁场和孕育处理共同作用对纯铝凝固组织的影响,探讨直流脉冲磁场和孕育处理的共同作用的细化行为。结果表明:直流脉冲磁场能够显著细化纯铝凝固组织。纯铝的细化主要是由直流脉冲产生的电磁过冷和强制对流引起的。然而只在直流脉冲作用下,等轴晶区域的晶粒尺寸分布不均匀。在施加直流脉冲磁场的基础上加入质量分数为0.05%的Al-5Ti-B,晶粒尺寸更加细小,并且整个等轴晶区域的晶粒尺寸分布比较均匀;随着输出电流的增加,平均晶粒尺寸减小,当脉冲电源的输出电流增加到100 A时,平均晶粒尺寸减小到113μm。     

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。     

低压脉冲电流对Al- 4.5Cu合金凝固组织的影响

研究了低压脉冲电流作用下Al-4．5Cu合金凝固组织的变化，考察了冷却速度、脉冲电压和处理时间对合金晶粒大小的影响。试验结果表明：在低压脉冲电流的作用下，Al-4.5Cu合金的凝固组织显著细化，其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的蔷薇状晶体。合金的晶粒尺寸随着冷却速度的增加而逐渐减小。随着脉冲电压的提高，合金的晶粒尺寸逐渐减小；当脉冲电压达到400V时，晶粒尺寸略有回弹。随着处理时间的增加，合金的晶粒尺寸逐渐减小；当处理时间大于10min时，晶粒尺寸随着处理时间的增加而略有增大。     

不同电压下脉冲电流对纯铝凝固组织的影响

采用储能电容为3640μF的脉冲电源，在不同的充电电压下，对纯铝的凝固过程进行电脉冲处理。结果表明：脉冲电流能够扩大纯铝铸锭的等轴晶区、缩小柱状晶区，并使晶粒尺寸细化。在一定的脉冲电流参数范围内，电流密度增大和脉冲频率升高都有利于金属凝固组织的细化和改善。     

熔体超温处理对GH742返回料凝固组织和力学性能的影响

采用熔体超温处理方法考察了熔体超温处理温度对GH742返回料凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明：当熔体超温处理温度低于1550℃时,随熔体超温处理温度的升高,晶粒和枝晶组织显著细化,枝晶偏析和合金中N、O、S元素含量降低,然而,进一步升高至1600℃,晶粒和枝晶组织粗化、枝晶偏析增大、合金中N、O含量升高。熔体超温处理显著影响枝晶干γ′相特征,却对MC型碳化物影响较小。MC型碳化物形貌为棒状或块状,且随熔体超温处理温度升高无明显变化,但尺寸和面积分数均略微减小。枝晶干γ′相形态则随熔体超温处理升高由近球形向近立方状转变,尺寸呈现先增后减趋势。合适的熔体超温处理可显著提高返回料的室温拉伸强度,但对塑性无明显影响,其原因被归因于凝固组织的变化。     

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.     

低压脉冲磁场对纯Al凝固组织和缩孔的影响

研究了不同的脉冲磁场电压、脉冲频率及铸型预热温度对纯铝凝固组织和缩孔的影响.研究结果表明:低压脉冲磁场可使纯铝晶粒细化,等轴晶比例增加,缩孔深度减小;随着脉冲电压、脉冲频率或铸型预热温度的增加,纯铝的等轴晶比例逐渐增大,但当铸型预热温度达到700℃时,等轴晶比例略有减小;同时纯铝的中心缩孔深度逐渐减小,但当脉冲频率超过2.5Hz或铸型预热温度超过500℃时,中心凸起代替中心缩孔.     

低压脉冲电场下纯铝的晶粒细化

研究了低压脉冲电场作用下纯铝凝固组织的变化，考察了放电电压和处理时间对纯铝晶粒尺寸的影响。结果表明：低压脉冲电场可以显著地细化纯铝的凝固组织。随着放电电压的提高，纯铝的晶粒尺寸逐渐减小；当放电电压达到400V时，晶粒尺寸略有回弹。随着处理时间的增加，纯铝的晶粒尺寸逐渐减小；当处理时间大于15min时，纯铝的晶粒尺寸随着处理时间的增加而略有增大。     

脉冲-交流磁场对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

采用无磁场的常规铸造处理、施加脉冲磁场、施加交流磁场、施加脉冲-交流复合磁场4种工艺处理方式对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响进行了分析,另外在施加复合磁场中考察了3种不同工艺参数:脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,与交流磁场处理或脉冲磁场处理相比,复合磁场处理细化效果最好。经复合磁场处理后,合金的初生相由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶,平均晶粒尺寸从3.5 mm减小到0.93mm,断面等轴晶的比例由55.8%提高到97%;复合磁场中随着脉冲电压(0~300V)或脉冲频率(1~10 Hz)增加,初生相由不完整的树枝晶逐渐退化为细小的等轴晶或蔷薇状晶;随模具温度从20℃增加至600℃,复合磁场处理后合金的晶粒尺寸先增大后减小然后再增大,200℃时晶粒尺寸最小。3种磁场处理方式中,复合磁场处理对合金的力学性能提高最明显,与常规铸造相比,合金的抗拉强度与伸长率分别提高了35.8%和25.6%。     

液态下施加直流电对工业纯铝凝固组织的影响

研究了在不同电流强度、处理时间和铝液处理量下,直流电处理对工业纯铝凝固组织的影响。实验结果表明,液态下施加直流电处理,可以细化工业纯铝的凝固组织,使粗大的柱状晶变为细小的等轴晶。处理参数不同,对铝锭宏观组织的细化程度不同:随着电流强度的增大,晶粒尺寸先减小后增大,当电流强度为20.5 A时,凝固组织基本为细小均匀的等轴晶;处理时间和铝液处理量对直流电处理也有较大的影响,只有在合适的条件下才能得到细小均匀的凝固组织。