熔体超声处理对7050铝合金铸锭宏观偏析的影响

采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声外场下7050铝合金半连续铸锭中微观组织的演变规律及溶质元素Zn,Mg和Cu的宏观偏析行为。研究结果表明:熔体超声处理后的铸锭组织变得细小,混晶减少,溶质元素的宏观偏析程度得到弱化,且随着超声功率的增大,溶质元素分布更加均衡,在240 W超声功率作用下,Zn,Mg和Cu的偏析比由未加超声时的1.243,1.158和1.190分别降低为1.086,1.098和1.110;超声外场的引入使得液穴变浅,由铸锭收缩引起的溶质元素在枝晶间的横向流动作用减弱;晶粒的有效细化导致液固两相的相对运动速度减弱;溶质原子的扩散程度得到强化是超声弱化偏析的主要原因。     

电磁搅拌Al-Si合金宏观组织细化机理

以Ａ１－Ｓｉ合金为例，对电磁搅拌细化宏观凝固组织的机理进行了探讨，认为电磁搅拌强迫流动增加了液相中形核的同时性及使晶核更加均匀分散在液相中是宏观组织细化的根本原因。     

机械搅拌对ZA27合金组织的影响

研究了机械搅拌对ＺＡ２７合金组织的影响，同时给出了温度与固相率的对应值．结果表明，在机械搅拌下，ＺＡ２７合金的凝固组织为等轴晶或玫瑰状聚集体，由枝晶残体和棒状与球状粒子组成，且随着温度的降低，初生相逐渐球状化和分散化；初生晶非树状化是由于枝晶臂颈缩折断，合并生长所致；机械搅拌加剧了晶臂颈缩，促进了颈缩折断；固相间存在着合并生长     

二元合金凝固过程宏观偏析的数值研究

采用凝固的混合流模型对Pb-Sn二元合金的凝固过程进行了数值研究，求解完全耦合的动量、能量和组分的输运方程，讨论了液相质量分数的求解方法，比较了不同的固相扩散模型对溶质宏观偏析的影响．数值计算结果和实验结果进行了比较分析，对模型改进做了进一步的探讨．     

合金元素微观偏析对车轮组织及断裂韧性的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、拉伸试验、冲击试验、布氏硬度试验及断裂韧性试验研究了车轮钢中Mn、Si、Cr、V合金元素微观偏析对车轮金相组织和断裂韧性的影响。结果表明,车轮钢金相组织中大尺寸晶粒的存在是断裂韧性值偏低的直接原因。车轮轮辋的金相组织和合金元素微观分布在圆周方向上存在不均匀性,合金元素微观偏析导致了车轮金相组织和断裂韧性的不均匀。优化车轮钢连铸工艺,改善材料组织均匀性是提升车轮断裂韧性及其均匀性的关键。     

母合金铸锭组织对Zr60Al15Ni25合金玻璃形成能力的影响

通过改变反复重熔次数获得了具有不同凝固组织的母合金铸锭.结果发现,母合金铸锭的凝固组织随着熔炼次数的增加而明显细化.通过差示扫描量热法(DSC)研究了母合金铸锭凝固组织对大块非晶形成合金Zr60Al15Ni25玻璃形成能力的影响.实验结果表明,随着母合金铸锭凝固组织的细化,非晶合金的玻璃转变温度Tg提高;约化玻璃转变温度Trg增大;合金的熔化焓ΔHf减小,凝固过程中的结晶驱动力降低,抑制了形核,有利于非晶的形成.由于结构的遗传性,细化的铸锭重熔至同一吸铸温度时,相应的合金熔体的短程序尺寸变小,在随后的快冷过程中保留到非晶基体中的短程序尺寸减小,非晶晶化时原子的重组变得困难,因而Tg提高.     

GH105合金铸锭元素偏析和均匀化工艺

利用微观组织分析手段研究了GH105合金铸锭和均匀化后合金的显微组织和元素偏析情况,并从理论上对均匀化工艺进行了评价.结果表明:合金中偏析程度严重的元素为Ti和Mo;采用两段式扩散退火的均匀化工艺,可有效降低元素偏析程度;均匀化扩散动力学方程的计算结果与实验结果基本符合,在预测和评价GH105合金均匀化工艺上是可行的,但残余偏析指数模型表征均匀化过程存在一定误差.     

电磁搅拌对Al—Si合金凝固组织的影响

利用电磁搅拌凝固Ａｌ－Ｓｉ亚共晶合金,实验中发现,电磁搅拌使合金的宏观组织得到明显细化在显微组织中,随着电磁搅拌增强,α－Ａｌ枝晶向非枝晶转化;同时,液相流动促进了Ｓｉ相生长,使之发生经,相间距离增加。     

超声处理对2219大规格铝锭微观组织与宏观偏析的影响

在半连续铸造过程中施加超声,成功制备了Φ1250 mm 2219铝合金铸锭.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及直读光谱仪等仪器对铸锭的组织与成分分布进行检测与分析,探究超声对铸锭组织与偏析的内在作用机制.研究结果表明:超声振动引起的空化和声流效应能明显均匀组织结构,细化晶粒,尤其是心部晶粒细化率达到39.6%.超声促进铸锭晶间第二相呈枝丫状断续分布,晶内析出物点状弥散分布.同时,超声有效减小近表面负偏析,降低边部与心部之间的溶质浓度差异,弱化整个横截面的浓度波动,从而改善宏观偏析.     

镍基耐蚀合金C-276铸锭元素偏析和均匀化工艺

利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金C-276经真空冶炼+电渣重溶后铸锭的枝晶特点和元素偏析情况,根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度,并通过均匀化实验后的组织分析和Gleeble1500试验机热模拟锻造实验验证,最终确立了适合C-276合金的均匀化工艺.结果表明:合金中偏析程度最严重的元素为Mo;在选取的四种均匀化制度中,采用1170℃下加热20h的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化,还能保证晶粒尺寸不过度长大,从而确保合金的热加工塑性,是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型,计算结果与实验结果基本吻合,在预测和评价C-276合金均匀化工艺上是可信的.     

电磁搅拌对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究了在电磁搅拌凝固条件下，Al-Si共晶合金凝固组织中初生Si、共晶Si及初生α相的变化规律，表明电磁搅拌强迫流动具有使小平面-非小平面两相的共协生长中小平面相分枝减少的作用及电磁搅拌所产生的液相成分均匀化的作用是初生Si、初生α相明显减少的主要原因。     

机械合金化中碳元素对Fe-Al合金微观结构的影响

用机械合金化方法制备了一系列粉末合金Fe-(10-x)Al-xC(wx=0,0.2%,1%,2%),用X射线衍射方法对合金粉末微观结构进行研究分析.通过实验发现,在Fe-Al合金种加入少量的碳,可以使Fe-Al合金晶粒细化.当碳的质量分数为1%时效果最好.为了研究球磨时间对生成合金结构的影响,对球磨30 h和60 h后的Fe-9Al-1C合金晶粒尺寸进行分析.     

超声波搅拌时间对原位自生Mg2Si/Al基复合材料凝固组织和力学性能的影响

为了研究铝基复合材料的凝固组织和力学性能,采用超声波搅拌的方法制备了原位自生Mg₂Si/Al基复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析其微观形貌,并通过硬度检测和拉伸试验测试其力学性能.结果表明:超声波搅拌不但能够细化初生Mg₂Si颗粒,改变凝固组织形貌,而且具有除气除杂功能,二者共同提高了Mg₂Si/Al基复合材料的力学性能;经过超声波搅拌的Mg₂Si/Al基复合材料与未经过超声波搅拌的Mg₂Si/Al基复合材料相比,抗拉强度与伸长率总体呈上升趋势,其断口形貌均为准解理面.在超声时间为40 s时,抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为201 MPa和5.63%,相比未超声处理的Mg₂Si/Al基复合材料的抗拉强度和伸长率,分别增长了139.29%和178.71%;复合材料的硬度先升高后降低,超声作用时间为30 s时硬度最佳,为116.96(HB).     

电磁搅拌对弹簧钢60Si2Mn凝固组织的影响

利用金相观察了电磁搅拌对弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ凝固组织的影响情况,并讨论了形成机制。结果表明：在凝固过程中进行电磁搅拌,引起熔体的强烈流动,使液相区的温度场和溶质含量趋于均匀;凝固时奥氏体的一次臂生长速度减慢,消除弹簧钢６０Ｓｉ２Ｍｎ一次结晶组织中发达的柱状树枝晶层;     

强烈机械搅拌对Al－Cu10％合金结晶方式的影响

分析了强烈机械搅拌作用对Ａｌ－Ｃｕ１０％合金结晶组织的影响。指出强烈机械搅拌作用下形成的粗大玫瑰状组织和无分枝的颗粒状晶体是由于强烈机械搅拌作用导致液固界面前方形成很薄的溶质原子富集层，使得晶体平面生长，并在生长过程中分枝以粘合方式粗化的结果。     

电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料凝固组织的影响

研究了电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料铸态凝固组织的影响.结果表明,在Cu-6%Fe合金凝固组织中存在铁相富集区域,铁相在铜基体中主要以小球状颗粒存在.电磁搅拌能细化铁相颗粒,减小铁相富集区;施加电磁搅拌后,铁相颗粒具有向铸坯中心集中和成团簇分布的趋势,大颗粒铁相主要出现在铸坯中心,铸坯外缘附近的铁相颗粒较细小.增大搅拌电流,晶粒尺寸逐渐减小,富Fe颗粒逐渐被细化,分布逐渐均匀,但富铁相颗粒向铸坯中心集中.合理的搅拌电流和频率,能使晶粒更加细化,有利于铁相的均匀分布和细化.合理的电磁搅拌电流和频率分别约为100～200A和20Hz.     

电磁搅拌技术的国内外发展现状

对最近几年来电磁搅拌技术的发展从电磁搅拌实现方法、数值模拟技术的应用、电磁搅拌对凝固组织及性能的影响等几方面进行了概述，并对电磁搅拌凝固技术的发展趋势进行了预测。     

底吹条件对电弧炉熔池表面突起高度的影响

用３０ｔ底吹电弧炉１：７水模型探讨了底吹喷嘴孔数，孔径，气体搅拌功率及熔池深度对液面突起高度及上升速度的影响；得到了液面突起高度液体上升速度与气体搅拌功率的关系分别为：Δｈ＝０．３６１，Ｗ＾０．６６４，ｖＬ＝８４．１４４．Ｗ＾０．３３２，液面突起高度与气体搅拌功率及熔池深度的关系为：Δｈ＝０．８１５．Ｗ＾０．６６４．ｈ＾－０．６５９。     

搅拌方法对阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的影响

将Ti箔在电压为40 V、温度为60℃,超声搅拌或磁力搅拌下质量分数0.25%的NH4F+体积分数2.5%的蒸馏水+乙二醇电解液中进行阳极氧化,以制备TiO2纳米管阵列;所制备的样品在空气中经450℃退火3 h。用场发射扫描电镜、透射电镜对所制得的样品表面形貌和晶体结构进行表征。结果发现:磁力搅拌制得的样品表面被严重腐蚀;而超声搅拌下可制备出完整的TiO2纳米管,无腐蚀现象;阳极氧化后的TiO2纳米管为非晶态结构,经退火处理后转变为锐态矿结构。对不同搅拌方式影响TiO2纳米管阵列的形成机制进行了分析讨论。