稳恒磁场及直流电场对铝硅合金凝固组织及性能的影响

采用砂型浇注,通过加入电极产生直流电场,利用永磁装置产生稳恒磁场,研究ZL114合金在不同电场、磁场组合条件下的凝固组织和力学性能.结果表明,在大磁场与小电场组合下凝固组织细化的比较好,其综合力学性能较高.     

直流稳恒磁场对Al-11%Si共晶定向凝固组织的影响

使用经改进后自制的Bridgman定向凝固装置,研究了直流稳恒磁场对多相合金Al-11.%Si定向凝固组织的影响。当牵引速度分别为(μm/s):20、50、100、200,磁感应强度B由0～0.15 T变化时,共晶组织硅片间距先增加而后减小。运用热电磁流体动力学效应(TEMHD)与磁流体动力学效应(MHD)对其原因做出了解释。同时,指出了多相合金凝固过程中热电磁流体动力学效应的研究现状,指明了研究方向。     

稳恒磁场对铁素体转变的影响

用自制的磁场热处理设备对低碳钢进行施加磁场与不施加磁场的淬火处理,研究了奥氏体在饱和肥皂水及1．67mol／L的NaCl溶液冷却介质中的组织转变,观察了相变后的组织变化。结果表明：在低碳钢发生奥氏体向铁素体转变时,稳恒磁场可以明显提高铁素体的体积分数,并能促进铁素体形核,使铁素体晶粒细化和均匀化。由于奥氏体和铁素体的磁导率不同,磁场能使相变后的铁素体和珠光体的析出形成链状组织。     

横向稳恒磁场对M2高速钢定向凝固过程V元素含量分布的影响

通过数值模拟探讨了M2高速钢定向凝固过程中无外加磁场以及外加0.5T横向稳恒磁场对V含量分布的影响,并建立数值模型,将模拟结果与试验结果进行对比,两者结果相符。数值模拟分析结果显示:当不加磁场时,坩埚中对流由自然对流占主导,并不会发生溶质的单向传输;当外加0.5T横向磁场时,坩埚中对流由单向的热电磁流主导,单向运输的溶质会富集于试样一侧。     

稳恒磁场在金属相变过程中的应用

稳恒磁场在材料科学中的应用越来越受到关注。本文从稳恒磁场作用下生成的磁化力和洛伦兹力两个角度归纳了稳恒磁场对金属材料的固态相变和液态相变的影响。其中磁化力可以影响固态相变过程,形成取向,引起磁对流,进行磁性分离。而洛伦兹力可以抑制熔体的流动和波动,提高溶质离子在基体中的固溶度,另外,利用洛伦兹力还可以在电磁离心铸造中获得均匀的凝固组织。     

稳恒磁场在金属相变过程中的应用

稳恒磁场在材料科学中的应用越来越受到关注。本文从稳恒磁场作用下生成的磁化力和洛伦兹力两个角度归纳了稳恒磁场对金属材料的固态相变和液态相变的影响。其中磁化力可以影响固态相变过程，形成取向．引起磁对流，进行磁性分离。而洛伦兹力可以抑制熔体的流动和波动，提高溶质离子在基体中的固溶度，另外，利用洛伦兹力还可以在电磁离心铸造中获得均匀的凝固组织。     

稳恒磁场下Ni-W合金镀膜的制备与耐蚀性

研究了施加稳恒磁场(0~1 T)对电镀Ni-W合金的影响。测定不同方向、不同强度稳恒磁场下的电流效率、合金组成及镀层的耐蚀性,并用扫描电镜和X射线衍射对镀层的微观形貌及结构进行了观察和分析。对实验结果进行了分析讨论,找出稳恒磁场对这些性能指标的影响规律。结果表明:与不施加磁场相比,施加磁场后镀层的表面更均匀、细致、平整;镀层的含钨量上升:当B⊥J,B=1.0 T时,含钨量上升了约7%;当B∥J,B=1.0 T时,含钨量上升了约9%;镀膜的非晶化程度增强;镀膜的耐蚀性提高;但Ni-W合金电镀的电流效率降低。     

流动条件对Pb-Sn合金定向凝固过程雀斑形成的作用

研究了不同流动条件下Pb-Sn合金进行定向凝固时,试样中雀斑的形成特征。结果表明:在温度梯度为57 K/cm,抽拉速率为6μm/s的条件下,石墨套厚度为15 mm时,在直径为7、12和20 mm的3种试样出现了中心雀斑;石墨套厚度为10 mm时,直径7 mm和12 mm的试样出现边缘雀斑,直径20 mm试样仍然是中心雀斑;在石墨套厚度为5 mm时全部试样均未出现雀斑;这说明强自然对流条件下试样中易出现大的中心雀斑;当加入弱强迫对流后,尺寸大的中心雀斑消失,而出现少量的边缘雀斑;在加入较强的强迫对流后,所有雀斑消失。     

行波磁场对定向凝固Pb-Sn合金枝晶生长的影响

在1g的重力加速度条件下,研究熔体对流对向上生长的定向凝固Pb-33%Sn合金枝晶生长行为的影响。熔体对流由行波磁场进行调制。当行波磁场方向由向上转变为向下时,一次枝晶间距逐渐增大,一次枝晶间距的分布更加紧凑,且峰值趋于降低。分析表明：行波磁场对熔体对流的调制作用与改变重力加速度的效果类似,当抽拉速率为50μm/s,行波磁场强度为1mT时,在向上和向下的行波磁场作用下有效重力加速度分别为3.07g和0.22g。     

旋转磁场对Bi-In合金凝固微观组织的影响

研究了常规条件和旋转磁场条件下Bi-In合金的凝固组织特性。试验结果表明:旋转磁场条件下的Bi-63%In亚共晶合金、Bi-69%In过共晶合金的组织均得到了改善和冷却速率明显加快。分析认为枝晶的碎断和细化主要是旋转磁场所致,并从磁流体力学和固/液自由能两个方面进行了详细的阐述。     

螺旋磁场对Pb-80Sn合金凝固组织的影响

对比分析了电磁搅拌磁场形式与强度对Pb-80Sn过共晶合金凝固组织及宏观成分偏析的影响。结果表明,螺旋磁场能够促进合金熔体在更大区域内流动,促使温度场、溶质场更均匀分布,从而改善合金凝固组织及成分偏析。搅拌频率一定时,旋转磁场和螺旋磁场在电流分别为125A和100A时对铸锭凝固组织的改善效果最好,晶粒尺寸由无磁场时的247.5μm分别减小为152.6μm和143.2μm;在电流为125A时两种形式磁场在改善成分偏析方面具有最佳效果,Sn含量差值分别由无磁场时的9.71%减小到1.37%和0.28%。     

稳恒磁场对超音速等离子喷涂NiCrBSi涂层组织和性能的影响（英文）

在稳恒磁场作用下,在45钢上喷涂了NiCrBSi涂层,并研究了NiCrBSi涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。在稳恒磁场条件下,涂层的孔隙率显著降低,没有形成新物相,但γ-Ni、FeNi₃、Ni₃Si₂相中出现了择优取向。此外,涂层内的磁畴变得更为活跃,更容易随着外部磁场的细微变化而有序排列。涂层截面显微硬度显著提高,表面残余应力波动明显,涂层的磨损量降低了近13.6%。实验结果表明,稳恒磁场可以有效地改善涂层质量。此外,探讨了稳定磁场下喷涂提高Ni基涂层性能的机理。     

稳恒磁场对马氏体转变的影响

利用自制的磁场热处理设备对中、高碳钢进行了施加磁场与不施加磁场的淬火处理,研究了奥氏体在NaCl溶液中冷却时的组织转变,观察了相变后的组织变化.结果表明,在中、高碳钢发生奥氏体向马氏体转变时,稳恒磁场可使马氏体的形核率增加,提高马氏体的转变开始温度,使相变在更宽的温度区间进行,促进了奥氏体向板条马氏体的转变.     

5056铝合金稳恒磁控激光深熔焊接过程熔池流动与传热行为分析

针对外加稳恒磁场条件下6 mm厚度5056铝合金激光深熔焊接过程,建立了热场—流场—电磁场耦合熔池瞬态动力学数值模型,求解了特定时刻温度场、速度场与电磁场分布,建立了熔池沿不同方向的Peclet数模型,分析了不同磁场感应强度对熔池流动与传热行为的影响.结果表明,稳恒磁场条件下熔池中产生显著的哈特曼效应,表现为液态金属M...     

磁场对Pb-Sn合金层状共晶生长的影响

研究了稳恒磁场作用下层状Pb-Sn共晶合金的凝固组织.实验发现,稳恒磁场的加入,层状共晶组织的方向性更强,层片长度增加;随着磁场强度的增加,层片结构更加规则,层片的长度随着增长,层片间距有所减小;同时,层片间距沿Z轴分布的差距减少.根据电磁场和凝固理论,对上述现象进行了理论分析,揭示出了稳恒磁场抑制熔体对流,影响了溶质的分布,导致了生长速度的提高.     

均恒磁场作用下AZ61镁合金的凝固组织

通过试验研究均恒磁场作用下镁合金AZ61的凝固过程及其组织，发现在施加均恒磁场后镁合金的微观组织发生明显变化，晶界减薄，溶质元素含量在品内显著增加，而在晶界处略有下降。     

成膜时外加稳恒磁场对Fe-Ga-Al-Y磁致伸缩薄膜磁性能的影响

借助自行设计的磁场发生器,以铍青铜为衬底,采用离子束溅射沉积法在不同稳恒磁场环境下制备Fe-Ga-Al-Y磁致伸缩薄膜(MF)样品,其成分为Fe_(74.34~79.33)Ga_(11.45~13.73)Al_(5.33~6.95)Y_(3.27~4.36)。采用原子力显微镜(AFM)与扫描电镜(SEM)观测Fe-Ga-Al-Y MF表面形貌,通过激光微位移传感器和交变梯度磁强计分别对薄膜样品的悬臂梁自由端偏转量与磁滞回线进行测定,研究Fe-Ga-Al-Y MF表面形貌以及成膜时外加稳恒磁场方向及大小对Fe-Ga-Al-Y MF磁性能的影响。研究结果表明:通过IBSD法制备的薄膜样品表面光滑平整,无明显的缺陷,薄膜组织结构均匀致密,具有优异的成膜质量。成膜时施加的稳恒磁场能调控薄膜的易磁化轴方向,Fe-Ga-Al-Y MF的易磁化轴方向与成膜时所施加的稳恒磁场方向一致;成膜时施加与衬底短轴方向平行的稳恒磁场,可以显著提高Fe-Ga-Al-Y MF的饱和磁致伸缩性能,且随着磁场的增大,薄膜的饱和磁致伸缩性能逐渐增加。薄膜面内(沿着x轴方向、y轴方向)的饱和磁化强度、矫顽力也随着磁场的增大而逐渐增大。     

螺旋磁场对金属凝固过程中成分偏析的影响

通过模拟钢连铸金属凝固的条件,以低熔点合金为研究对象,分析了螺旋磁场对凝固组织的影响。发现螺旋磁场能够消除成分偏析、碎断枝晶和细化凝固组织。同时,对比研究了不同磁场方式对凝固组织的影响。在相同电磁搅拌参数下,螺旋磁场比旋转磁场更能减小铸锭上下部成分之间的差异并细化晶粒,对促进铸锭成分均匀化有更好的效果;螺旋磁场电磁力分布更有利于形成较大区域的均匀搅拌,对形成等轴晶有明显的促进作用,且晶粒排列的方向性比旋转磁场处理下的更小,即各向同性效果更好。     

横向磁场对镍基高温合金定向凝固组织的影响

研究了横向磁场对镍基高温合金DZ417G定向凝固显微组织的影响. 在较低生长速率条件下, 磁场显著影响合金的枝晶生长和宏观偏析. 施加磁场后一次枝晶间距减小并在沿磁场方向试样的左侧出现了“斑状”偏析. 随着生长速率的增加, 磁场的影响减弱. 从磁场在合金熔体中诱发热电磁对流, 并影响枝晶生长的角度对实验结果进行了分析.     

温度诱导液相结构转变对Pb-Sn合金凝固行为及组织的影响

在前期工作发现的某些合金熔体发生温度诱导非连续液-液结构转变的基础上,通过研究Pb-Sn共晶合金及Pb-Sn80%合金发生液-液结构转变前后熔体的凝固行为及组织,发现后者凝固过冷度较发生熔体结构转变前成倍增大,并导致凝固组织的明显细化.揭示了温度诱导非连续液-液结构转变对合金凝固行为及组织有着明显影响.