文档介绍：东北大学
硕士学位论文
低频电磁场半连铸铝合金微观组织结构的研究
姓名:崔晶磊
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:颜莹
20050201
摘要低频电磁场半连铸铝合金微观组织结构的研究本文主要利用光学显微镜、湎摺⑸璧缇岛屯干涞缇笛芯苛顺9嬷Ш造使铝合金锭坯晶粒尺寸减小的主要原因是:电磁场作用使过冷度增大,,以及常规铸锭和电磁场频率为、电流强度分别为、、和电流强度为、电磁场频率分别为、、作用下,⒔岷辖鹗裟汤砺酆磁流体力学,分析了低频电磁场作用下熔体中电磁力的分布,以及熔体中流动场和温度场的变化,讨论了电流强度和电磁场场频率影响凝固组织的理论依据。首先,通过对低频电磁场作用下熔体中磁感应强度和电磁力进行描述和分析,得出电流强度大小与电磁力大小成正比,电流频率大小影响电磁力的分布。在低频范围内,适当频率可以使电磁力成一定梯度分布于熔体内部,得到速度和强度较好的强制对流。,发现电磁铸造的锭坯晶粒细化,铝合金的晶粒大小分布比较均匀,枝晶臂间距缩短:合金的择优取向发生变化,并且基体越点阵常数变小,可以推测在基体中的溶解度增大。,发现在电磁场频率为时,随电流增大,晶粒越细小。电流强度为、电磁场频率为时,晶粒细化最明显;电磁场有利于消除高强铝合金的择优取向;随电流强度增大溶质元素分布更加均匀,宏观偏析减轻:电磁场使晶内析出相尺寸减小,形态由常规铸锭的片状转变为颗粒状,并且存在亚稳啵Ы缌侧无析出带宽度变窄。电流强度为、频率为时,晶界两侧无析出带宽度最窄,为左右。实验结果表明,电流为时,与频率和相比,是获得较好凝固组织的最佳频率。结合金属凝固理论和电磁细晶铸造熔体中流动场和温度场变化,得出电磁铸核半径’和形核功△技跣。欣谛魏耍磺恐贫粤髯饔檬挂阂还袒旌衔锉3至动,并在生长的枝晶上产生机械剪切作用,使枝晶上脱落下来的碎块漂浮在熔体东北大学硕士学位论文
中,成为熔体中心的新晶核,提高晶核数目;熔体内温度梯度减小,减小成分过冷现象,使晶粒处于一个相对均匀的生长环境中,消弱了枝晶的生长条件;电磁搅拌作用打碎了树枝晶,枝晶碎块之间以及它们与液体之间的碰撞、摩擦和冲刷,也会抑制了枝晶的生长,使等轴晶增多。强制对流作用促使溶质元素均匀分布,减少偏析现象;溶质分配系数增大,提高了溶质原子在基体中的固溶度。电磁场促使熔体的凝固速度加快,导致缺陷缥淮砗涂瘴密度提高,这不但使晶界附近无析出带宽度变窄,而且增加了析出相的形核部位,而电磁的搅拌又提供了能量,使析出相晶核快速变成稳定状态。凝固时间的缩短,使析出相来不及长大,导致细小颗粒状沉淀相的形成。电流、频率时,上述效果最明显。关键词:组织结构,低频电磁场,半连续铸造,铝合金东北大学硕士学位论文摘要
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独创性声明学位论文作者签名:雇晶磊学位论文版权使用授权书本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的仟何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。期:酰缱髡吆偷际ν馔辖涣鳎朐谙路角┟悍裨蚴游2煌狻学位论文作者签名签字日期:导师签名:日定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规数据库进行检索、交流。
绪言第一章本文研究的目的和意义强铝合金的微观组织、避免裂纹、降低偏析,提高铸锭表面质量和综合性能有特科学研究是伴随着社会的进步而发展的,随着航空、船舶、汽车和军工器械等行业的快速发展,人们对高强铝合金的高强度、高韧性和高耐蚀性等优良综合性能的要求也越来越高。众所周知,虽能同许多金属形成合金,但有高的溶解度和能起显著强化作用的元素却不多,主要的只有,和⋯。然而,对于溶质分配系数伊较嗲峡恚⒑薪隙嗪辖鹪K氐母咔柯梁辖鹄此担浒连续铸造的铸锭横截面上组织不均匀、合金元素宏观偏析,容易在铸锭表面形成较厚的表面偏析区,并形成明显的偏析瘤,还伴随着裂纹、气孔等铸造缺陷。这些都是材料科学领域里具有重要研究价值和急待解决的问题。在金属学领域,改善合金铸锭的微观组织曾作为许多科学工作者研究的课题。原因在于,合金的大部分力学性能和使用寿命都