磁声波对金属凝固组织的影响
磁致振荡对金属凝固行为的影响的开题报告
磁致振荡对金属凝固行为的影响的开题报告
磁致振荡(MWO)是一种重要的非热等离子体放电现象，在金属凝固
过程中有着重要的影响。
金属凝固是现代制造技术中的重要环节，研究MWO对金属凝固行为的影响具有重要意义。
本文拟从以下几个方面进行深入探讨。
一、研究现状
由于MWO的复杂性和多样性，对其机理理解及其对金属凝固行为
的影响研究仍然是一个热点领域。
当前大多数研究表明，MWO可导致金属凝固时形成的晶粒尺寸、晶界及缺陷等微观结构发生改变，从而影响
金属的物理和力学性能。
二、研究方法
研究MWO对金属凝固行为的影响需要采用多种研究方法，如磁感
应线圈、电流探测、光学显微镜、扫描电镜等。
此外，还可以通过建立
数值模型对其影响进行定量分析。
三、研究重点
本文将重点研究以下几个方面。
首先，研究MWO对金属凝固中晶
粒尺寸及晶界的变化规律，探究其对金属性能的影响。
其次，研究MWO 对金属凝固中气体、氧化物及其他杂质的影响，寻找其可能的净化机制。
最后，通过数值模拟，研究不同MWO条件下的金属凝固行为，探索其调控机理。
四、预期成果
本文预期能深入探究磁致振荡对金属凝固行为的影响机制，为金属
凝固过程中的控制和调控提供参考。
同时，本文的研究成果也为其他材
料凝固过程中的研究提供参考和启示。
强磁场对Al-Si合金凝固组织的细化研究意义
2
影响强磁场对Al-Si合金细化处理的因素研究
综合 近几年来在强磁场下制备A l-Si合金， 磁场梯度在
2.1 磁场梯度 实验过程中也成为改变强磁场工艺的一个因素。 梯度磁场下 的磁化力是影响分布状态与第二相迁移行为的主要控制参 数， 当磁场梯度较小时， 因磁化力受洛伦兹力的制约导致 对 第二相迁移控制的效果不明显， 但随着增加磁场梯度， 磁化
力逐渐增强了作用效果。 晋芳伟 [4] 等人在关于Al-Si合金凝固 过程中通过实验研究发现： 当保持磁场强度基本稳定在某一 值的情况下， 观察凝固试样在不同磁场梯度下的宏观组织， 发现偏聚初晶硅颗粒分布的较为均匀， 且尺寸有逐渐变小的 现象。 因为Si为抗磁性,而Al为顺磁性,因此Si颗粒发生迁移 由于磁场排斥力的作用， 逐渐变小了聚集层的初晶硅尺寸。 2.2 磁场强度 根据目前实验研究， 在强磁场下对A l-Si的初晶硅进行 分析 时发现， 当加 热 至 全 熔 态， 由于强磁 场 抑 制了对 流 效 果， 阻挡了自由移动的初晶硅晶粒， 当其冷却下来对凝固组 织进行观察， 显然发现初晶硅 形态有得到了细化的改变,从 一片片变成了一块块。 但并不是磁感应强度越大细化效果就 越 好,虽然 磁感应强度 越大,洛 伦兹力阻碍 流体运动也逐渐 变大,有更加明显的效果在磁场的对流抑制。 张维平 [5] 等在研 究 组织 细 化实验中分别在5 T、 10 T 和无磁 场下 凝固后的 微 观组织， 认为细化中有最佳的GY INFORMATION
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工 程 技 术
金性能的目的。
面向胞晶转变以及细化了枝晶的分枝。 这是因为磁场取向作 用以及热电磁力的作用， 造成组织和凝固过程的变化， 使得 在强磁场下的A l-Si合金的枝晶的分枝细化， 极大地改善了 铝硅合金的铸造性能。
旋转磁场对合金凝固组织形成的影响
旋转磁场对合金凝固组织形成的影
响
旋转磁场对合金凝固组织形成的影响是一个复杂的问题，受到了研究者们的广泛关注。
由于磁场的作用，使得合金的凝固组织受到极大的影响，从而影响着合金的性能特征。
本文将详细探讨旋转磁场对合金凝固组织形成的影响。
首先，要理解旋转磁场对合金凝固组织形成的影响，必须要明白它对凝固过程的影响。
旋转磁场在合金中会产生电磁力，这种力会影响晶格的运动，使原子在晶格中的运动受到抑制，从而影响凝固速度。
此外，旋转磁场也会影响合金中原子之间相互作用的强度，使原子结构发生变化，从而影响凝固组织的形成。
其次，旋转磁场也会影响合金中的析出物和结晶粒子的形成。
由于旋转磁场的作用，会影响结晶粒子的形成，从而影响析出物的形成。
此外，旋转磁场还会影响结晶粒子的形貌，使其变得不规则，这样就会影响析出物的形成。
再者，旋转磁场还会影响合金的析出度。
由于旋转磁场的影响，使得合金中的原子有可能会被迫离开它们所在
的位置，从而影响析出度。
此外，旋转磁场也会影响析出物的大小、形状和数量，进而影响合金的析出度。
最后，旋转磁场还会影响合金的结晶结构。
由于旋转磁场的作用，使得晶界受到阻碍，这样就会影响合金的结晶结构。
此外，旋转磁场也会影响结晶粒子的形貌，使其变得不规则，从而影响合金的结晶结构。
总之，旋转磁场对合金凝固组织形成的影响是十分复杂的，它可以通过影响合金的凝固过程、析出物的形成、析出度的变化和结晶结构的改变来影响合金的凝固组织形成。
因此，要想更好地利用旋转磁场来改善合金的性能特征，就必须要充分了解它对合金凝固组织形成的影响。
金属凝固组织的细化方法和机理1
课程名称：金属凝固指导老师：宋长江，翟启杰教授金属凝固组织的细化方法和机理摘要：金属组织细化细化是提高材料性能的一种有效手段。
在材料科学领域里，控制金属的凝固过程以细化金属凝固组织是提高铸件性能的重要途径之一，在已有的研究中，控制金属凝固过程以细化凝固组织的方法主要有两类：一是物理细化法，如低温浇注、电磁搅拌、机械振动、超声波细化等，二是化学细化法，如添加形核剂和长大抑制剂等。
物理细化方法处理材料纯净度高，不会对金属熔体带来外来夹杂，细化效果好；化学添加剂法细化效果稳定、作用快、操作方便、适应性强，是目前最普遍的细化方法。
关键词：组织细化；细化方法；细化剂；变质剂Refinement methods and mechanism of solidification structure of metalsAbstract: Metal microstructure refinement is an effective means to improve the properties of materials.In the field of meterial science, To contol the metal solidification process to refine the metal solidification structure is an important way of improving the casting performance. There are two main ways in the previous study: the first one is Physical refining method,such as cast cold, electromagnetic stirring, mechanical vibration, ultrasonic Refining and so on. The other one is chemical method, like the addition of nucleating agents and growth inhibitors. Physical refining method can make the material more pure,and there is no inclusion along with. The chemical method is the most common method of refinement because it’s faster and more stable and easy to operate. Key words:structure refinement; refine method; refiners; modifier1前言金属的性能在很大程度上取决于其凝固组织，因此细化凝固组织一直是材料科学领域的重要研究内容，而控制金属凝固过程以细化金属凝固组织是改善铸件性能的重要手段之一。
电、磁场对金属凝固组织的影响及应用
金属凝 固过程的控制是获得高性能优质铸件的
关键 ， 对凝 固过程 进行 控制 ， 方面 是要 获得 晶粒 细 一
小、 组织致密 、 性能优 良的产 品， 另一方面是综合利 用各种 手段 开发 新 的金属 凝 固成 形 技 术 ， 进 金属 改
的熔炼 、 固 、 型 过程 以满 足 不 同情 况 下 的要 求 。 凝 成
ｅ ｐ ｃｅ ． ｘ ｅ ｔ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ：ｌｃ ｒ ｅｄ ，ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ，ｓ ｌ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｔ ，ｇ ａｎ ｒ ｆ ｅ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｅ ｔ ｃ ｆ ｌ ｓ ｉ ｉ ｇ ｅ ｉ ｆ ｌ ｓ ｏｉ ｆ ａ ｉ ｆｍｅ ａ ｃｉ ｄｉ ｏ ｌ ｒ ｉ ｅ ｎ ｍｅ ｔ ｉ
望。
关 键 词 ： 场 ； 场 ； 属 凝 固 ； 化 晶粒 电 磁 金 细 中 图 分 类 号 ：Ｇ ４ Ｔ ２９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４—６７ （ ０７ ０ ０４ ｏ １０ １８ ２ ０ ）４— ０ ７一 ３
Ｅｆｅ ｔｏ ｅ ｔ ｉ ｎ ａ ｎ ｔｃ Ｆｉ ｌ ｎ ｔ ｏ ｉ ｆｃ ｔｏ ｆ Ｍ ｅ ａ ｎｄ Ｉ ｓＡｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｃ ｆＥｌ ｃ ｒｃ ａ ｄ Ｍ ｇ ｅ ｉ ｅｄｓ ｏ ｈｅ Ｓ ｌ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｌａ ｔ ｄｉ ｌ ｔｏ ｃ
Ｉ ｈ ｒｉｌ ，ｔ ｅ ｅｆｃ ｆ ａ ｉ ｕ ｌｃ ｒ ｎ ｇ ｅ ｉ ｆ ｌ ｓｏ ｈ ｏ ｉｉ ｃ ｔ ｎ ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｎ ｏ ｔｌ ｒ ｒ ｓ ｎｅ ｎ ｅ ｒｐ ｉｃ － ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｅ ｈ ｆ ｔ ｒ ｓｅｅ ｔｉ ａ ｄ ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｎ ｔ ｅ ｓ ｌ ｆ ａ ｉ ｏ ｓ ｕ ｔ ｆｍｅａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｄ ｔ ｉ ｒ ｉ ｃ ｅ ｏｖ ｏ ｃ ｃｉ ｄｉ ｏ ｒ ｏ ａ ｈ ｎ
超声波在金属凝固中的应用与发展
超声波原理
超声波原理
超声波是频率高于赫兹的声波，人类的听力无法感知。超声波具有方向性好、 穿透能力强、能量集中等特点，因此在医学中得到广泛应用。超声波在医学中的 应用原理主要包括反射、折射、衍射和散射等现象，它们可以用来获取人体内部 的结构和病变信息。
超声波诊断
超声波诊断
超声波在医学诊断中有着广泛的应用，尤其是对于一些难以用其他方法检测 的疾病，如心血管疾病、肺部疾病等，具有很高的诊断价值。其主要原理是通过 向人体发射超声波，然后接收反射回来的信号，根据信号的强弱和特征，对病变 的位置、大小和性质进行判断。临床应用方面，超声波诊断可以用于检查器官病 变、肌肉病变、骨无痛、实时成像和操作简便等，但同时也存在一些局限性， 如对某些病变的灵敏度和特异性不够高。
超声波治疗
超声波治疗
超声波在医学治疗中也有着广泛的应用，其主要原理是利用超声波的能量对 病变组织进行作用，以达到治疗的目的。具体来说，超声波治疗可以用于消融肿 瘤、碎石、镇痛、促进伤口愈合等多种治疗。临床应用方面，超声波治疗可以用 于治疗肝癌、乳腺癌、肾结石等。优点包括操作简便、疗效显著、对正常组织的 损伤较小等，但同时也存在一些局限性，如对某些病变的治疗效果不稳定。
原理部分
有助于打碎金属溶液中的树枝状晶体，细化凝固组织。最后，超声波的热效 应也可以提高金属溶液的局部温度，从而加快凝固速度并改善凝固质量。
应用部分
1、静态超声波处理
1、静态超声波处理
静态超声波处理是将超声波作用于静止的金属溶液，通过声流效应和空化效 应改善金属凝固组织的方法。此方法可应用于各种合金的凝固过程，如铝合金、 钢铁合金等。通过静态超声波处理，可以显著提高金属凝固组织的均匀性，细化 晶粒尺寸，并减少偏析现象。
物理场对金属凝固组织的影响
第12卷专辑1 Vol.12S1中国有色金属学报The Chinese Journal of Nonf errous Metals2002年5月M ay2002[文章编号]1004-0609(2002)S1-0011-07物理场对金属凝固组织的影响¹范金辉1,2,翟启杰1(1.上海大学材料科学与工程学院,上海200072; 2.河北科技大学材料科学与工程学院,石家庄050054)[摘要]综述了国内外关于电流、磁场和超声波处理对金属凝固过程与凝固组织影响的研究概况,根据电磁学、声学及金属凝固原理分析了物理场细化和改善凝固组织的主要机制,提出了外加物理场凝固细晶技术在工业中应用尚需研究解决的技术与理论问题,特别强调了脉冲物理场处理技术的优越性及应用前景。
[关键词]物理场;凝固;组织[中图分类号]T G113[文献标识码]A金属材料在材料中占主导地位,对国民经济的发展起着重要作用。
传统的金属材料经历了漫长的发展,在强化理论、评估与表征、应用与再生等方面已形成了较完整的理论与工程体系。
近年来,生态环境材料的提出,将环境意识引入材料科学中,材料工作者从生态环境的角度重新考虑现有材料的发展道路,在现有理论与体系的基础上对材料的强化、评价与再生等方面进行了新的思考。
图1所示为环境与材料共同组成的大系统。
材料与环境联系的基本途径有3条:资源、能源和废弃物。
从环境中获取足够的资源和能源生产材料,而材料的生产和使用又将大量废弃物排入环境中。
对于材料的评价可用如图2所示的三角形说明[1]。
在这个三角形中,环境性包括材料从生产到报废全过程中所消耗的资源量、能源量以及排放的三废量,称为/材料的环境协调性0。
功能性指材料的性能或功能指标。
传统的材料工程学主要研究材料的功能性与经济性的平衡,即高的性能价格比。
而新的评价理论要求材料的功能性、环境性和经济性的平衡,即高的性能价格比和高的性能环境负荷比。
材料的高性能、低成本与良好的环境协调性是相互联系的,例如,高强度可以减少用材量,延长服役寿命,这将减少资源消耗、能源消耗和三废排放。
电、磁场对金属凝固组织的影响及其应用
１ 电场 对 金属 凝 固的 影 响及 应 用
根 据 对 电磁 学 和 金 属 凝 固 理 论 的现 有 认 识 ，
人 们 推 测 电 场 作 用 于 凝 固 系 统 会 产 生 一 系 列 效 应 ： 电传 输 效 应 、焦 耳 热 效 应 、Ｐ ｌｉｒ 应 和 起 ｅｔ 效 ｅ
Ｐ Ｎ Ｇ ａ ｇ ｗｅ Ｅ Ｇｕ ｎ ・ ｉ
（ ｈ ｚｏ ｏ ａｉｎ ｌ ｅｈ ｏｏｙＣ ｌ ｇ ， ｈ ｚ ｏ １０ １ Ｃ ｉａ Ｚ ｕｈ ｕＶ ｃｔ ａＴ ｃｎ ｌｇ ｏｌ ｅＺ ｕｈ ｕ４ ２ ０ ， ｈｎ） ｏ ｅ
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脉冲磁场对金属凝固组织和力学性能地影响
Ｊ二海大学倾：Ｌ学位论史王晓东，李廷举…ｌ等人研究了不锈钢金属熔体在旋转电磁场作用下的凝固过程，认为电磁搅拌力引起的动量对流对补缩的促进作用并不大。
旋转电磁场阻碍中心疏松、缩孔形成的机制为：电磁力引起的动量对流增强了熔体的热、质传输过程，使熔体温度分布更趋均匀，温度梯度减小，使心部熔体的固相率更趋一致且在短时内增至特征固相分数，且凝固末期熔体的凝固速率增大，使心部熔体在短时内凝固，避免了中心疏松、缩孔的形成（如图１—４所示）。
图１～４金属铸坯的凝固‘”１（ａ）未处理（ｂ）施加磁场孙伟成ｉｌ２】等人则研究了直流磁场、旋转磁场，直流电流作用下Ａ１一ｃｕ和Ａ卜ｓｉ合金的凝固组织，发现直流磁场可促进穿晶柱状晶的形成，对晶粒起粗化作用，旋转磁场可形成电磁搅拌，细化凝固组织；无论哪种磁场再通直流电流，则绌化效果更明显，只是通过的直流电流强度有一饱和值，超过此饱和值，则晶粒反而会发生粗化。
徐林等人通过研究发现，旋转磁场不仅对ｓｎ—Ｐｂ合金起到改善和防止偏析的产生、细化晶粒、提高机械（力学）性能的作用，而且还对合金的冷却曲线产生较大的影响。
于平、李子全【Ｊ３Ｊ等人研究了旋转磁场作用下，ｚＡ一２７合金初生相形貌演变过程及机理（图卜５），指出在低于液相线温度搅拌时，枝晶会发生弯曲变形、断裂、球形化和颗粒聚集的现象：在高于液相线温度电磁搅拌时，初生相会发生形核、球形生长和偏聚。
在旋转磁场作用下，能使ＺＡ－２７合金树枝晶转变为非树枝晶流变组织，且该组织的形成机理倾向于枝晶折断和枝晶弯曲合并两种理论。
交替改上海人学碰卜卜学位论文变磁场旋转方向有利于ＺＡ２７合金初生相的细化和均匀分布，并提高其圆整度加入微量合金元素对初生相有明显细化效果。
图１－－５ＺＡ－－２７合金铸锭组织Ｘ１００１１３１（ａ）砂型铸造（ｂ）在磁场中凝吲（ｃ）经旋转磁场电磁搅拌但来加旋转磁场张奎【１４】等人则研究了交流旋转磁场对Ａ卜Ｓｉ合金凝固组织的影响，结果发现其凝固组织的形貌为圆形轮廓的初生相晶粒浸润在细小的共晶体中，这与传统的凝固态枝晶组织有着显著差异。
超声波对金属凝固特性及组织影响的研究的开题报告
超声波对金属凝固特性及组织影响的研究的开题报告一、研究背景现代工业生产中，金属材料凝固工艺一直是一个研究热点。
目前，许多工艺方法都可以用于促进金属凝固，提高其性能。
超声波技术主要用于各种材料的加工以及表征，特别是在金属材料的应用中已经得到广泛的应用。
超声波的声谱和振动波长特性对于材料结构和性能的改善具有重要的作用。
金属凝固过程可以分为凝固核形成和凝固结晶两个阶段。
超声波在这两个阶段都可以起到重要的作用。
在凝固核形成阶段，超声波可以促进凝固核的形成，并提高其密度；在凝固结晶阶段，超声波可以控制晶体生长，改善材料的组织结构和物理性能。
因此，研究超声波对金属凝固特性及组织影响的规律具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的本研究旨在通过实验研究，探讨超声波对金属凝固特性和组织影响的机理和规律，为金属材料的优化设计和工艺改进提供理论依据和实验支持。
三、研究内容本研究主要包括以下内容：1. 研究超声波对金属凝固核的形成和生长过程的影响，并分析其机理和影响规律。
2. 通过控制超声波的诱导效应，研究其对金属凝固结晶的影响，并分析其对金属材料组织结构和性能的改善作用。
3. 构建超声波辅助金属凝固的实验平台，并对不同金属材料的凝固过程进行实验研究。
4. 对实验结果进行数据处理和分析，总结超声波对金属凝固特性和组织影响的规律，并提出相应的理论结论和实践应用建议。
四、研究方法和技术路线本研究采用实验研究的方法，通过构建超声波辅助金属凝固的实验平台，对不同金属材料的凝固过程进行实验研究。
根据实验数据，结合理论分析，总结超声波对金属凝固特性和组织影响的机理和规律。
具体技术路线如下：1. 设计和制造超声波辅助金属凝固的实验平台。
2. 选用不同金属材料作为实验对象，进行超声波辅助凝固的实验研究，并记录实验数据。
3. 对实验结果进行数据处理和统计分析，梳理超声波对金属凝固特性和组织影响的规律。
4. 结合数据分析和理论分析，总结超声波对金属凝固特性和组织影响的机理和规律。
电磁场对钢材组织性能的影响
2001年12月December 2001钢 铁 研 究Research on Iron &S teel第6期(总第123期)N o.6 (Sum123)电磁场对钢材组织性能的影响3王金录 邸洪双 张晓明 王国栋 刘相华(东北大学)摘 要 介绍了国内外磁场热处理对钢材组织影响的最新研究结果,并进行了电磁场对相变形核及晶粒长大影响的动力学分析。
利用自行设计的电磁场装置,在G LEE BL —1500热力模拟实验机上进行了电磁场对形变及随后相变过程影响的实验研究,得到了较为明显的晶粒细化效果。
关键词 电磁场 动力学 晶粒细化 相变EFFECTS OF E LECTR OMAGNETIC FIE LD ON MICR O STRUCTURE&PR OPERT Y OF STEE LPR ODUCTWang Jinlu Di H ongshuang Zhang X iaoming Wang G uodong Liu X ianghua(N ortheastern University )Synopsis The latest results achieved about studies on the effects of the electromagnetic field on the microsturcture and properties of steel during the magneticfield heat treatment in China and across the w orld are introduced.an rinetic analysis is als o made on the effect of electro -magnetic field on the crystal nucleation and growth during the phase trans formation.Based on the above men 2tioned understandings an experimental study is carried out on the in fluence of the elctromagnetic field on the refinement of mild steel during the hot deformation and subsequent phase trans formation using the self designed electromagnetic field device on a G LEE BL -1500simulation machine ,and g ood results obtained accordingly.K eyw ords electromagnetic field K inetics grain refinement phase trans formation联系人:王金录,硕士,沈阳市(110006)东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室国家重点基础研究发展规划资助项目,G 19980615101 前 言强度、塑性、韧性塑性—脆性转变温度和可焊接性等是低合金钢最重要的性能指标。
电磁场对铝硅及锡磷青铜合金凝固组织影响的研究
电磁场对铝硅及锡磷青铜合金凝固组织影响的研究
电磁场对铝硅及锡磷青铜合金凝固组织影响的研究
随着工业技术的不断发展，电磁场技术在金属材料加工中得到了广泛
应用。
电磁场作为一种新型的加热方式，可以在金属材料的加工过程
中起到重要的作用。
本文将探讨电磁场对铝硅及锡磷青铜合金凝固组
织的影响。
铝硅合金是一种重要的结构材料，具有良好的耐腐蚀性和高强度。
研
究表明，电磁场可以显著影响铝硅合金的凝固组织。
在电磁场的作用下，铝硅合金的晶粒尺寸明显变小，晶界清晰度得到提高。
同时，电
磁场还可以促进铝硅合金中的化学反应，提高合金的化学均匀性。
因此，电磁场技术可以有效地改善铝硅合金的性能。
锡磷青铜合金是一种重要的摩擦材料，具有良好的耐磨性和耐蚀性。
研究表明，电磁场可以显著影响锡磷青铜合金的凝固组织。
在电磁场
的作用下，锡磷青铜合金的晶粒尺寸明显变小，晶界清晰度得到提高。
同时，电磁场还可以促进锡磷青铜合金中的化学反应，提高合金的化
学均匀性。
因此，电磁场技术可以有效地改善锡磷青铜合金的性能。
总之，电磁场技术可以显著影响铝硅及锡磷青铜合金的凝固组织，从
而改善合金的性能。
未来，我们可以进一步研究电磁场技术在金属材料加工中的应用，以提高金属材料的性能和质量。
电磁场对铸件宏观凝固组织的控制
静磁场和高频电流分别是0 T，0 A、0 T，90 A、10 T，0 A、 10 T，90 A的条件下所得到的 凝固过程冷却曲线如图14所示。 可以看出，由于交流电流的焦 耳热没有对冷却曲线造成太大 影响，施加了10 T强磁场的合 金的冷却速度比没有施加强磁 场的要大些。
由各实验条件下得 到的宏观凝固组织照片 可看出：0 T，0 A和10 T， 0 A的条件下都得到了粗 大的晶粒组织；0 T，90 A的条件下，电极附近的 晶粒比前两种都得到了 细化，这可能是由于高 频电流和其自身所产生 的磁场的作用下生成的 电磁力的效果而引起的； 10 T，90 A的条件下的 合金的凝固组织得到了 显著细化。
显微硬度测试表明，电场奥氏体化，使 淬火试样的显微硬度沿横截面呈一定的梯度 分布，即表面硬度较高，心部硬度较低，但 相差不大(40 kg／mm2)，且其各点的显微硬 度值均高于常规处理试样的显微硬度值。
冲击试验结果表明，常规淬火试样的冲击 功为12．2 J，冲击韧性为63 J／cm2；电场淬火 试样的冲击功为15．1 J，冲击韧性为75．5 J／ cm2。对比可见，电场淬火试样的冲击性能比常 规淬火试样的冲击性能提高了近20％。拉伸试验 表明，电场淬火试样低温回火后的拉伸性能指标 均高于常规工艺处理试样，其中屈服强度提高 16．7％，抗拉强度提高15％，伸长率提高13％， 断面收缩率提高14．7％。
双磁力驱动器对液态金属流动的驱动不控制
1.双磁力驱动搅拌对初期凝固壳的影响
• 连铸过程中，金属液初期凝固点的位置直接影 响到初期凝固坯壳的厚度、表面质量和铸坯能 否成型。 • 本研究通过在浇铸过程中向Sn+3.5%Pb 合金中 添加少量Sn+43%Pb合金的方法，借助于两种合 金在凝固组织上的差异，观察施加永磁磁场对 铸坯凝固坯壳的影响。
强磁场 铜铁合金 凝固组织演变
强磁场铜铁合金凝固组织演变强磁场对铜铁合金凝固组织演变的影响是一个重要的研究领域。
铜铁合金是一种重要的工程材料，具有优良的导电性和热传导性能。
在制备和应用过程中，凝固组织对其性能和性能稳定性具有重要影响。
而强磁场作为一种外界条件，可以通过改变凝固过程中的流体动力学行为和原子团聚行为，进而影响合金的凝固组织演变。
强磁场对铜铁合金凝固组织演变的影响主要表现在以下几个方面。
强磁场可以改变凝固过程中的流体动力学行为。
在强磁场下，液态合金受到磁力的作用，导致磁流体的流动行为发生变化。
磁流体在受到磁场作用时会发生磁滞效应，即磁场强度改变时，磁流体的流动速度也会发生变化。
这种磁滞效应在合金凝固过程中会导致流体流动模式的改变，进而影响凝固组织的形成。
强磁场可以影响原子团聚行为。
在凝固过程中，原子通过扩散和团聚来形成固态晶体结构。
强磁场可以通过影响原子的磁矩方向和磁矩力矩，改变原子的扩散速率和团聚行为。
研究表明，强磁场可以促进原子间的相互作用，使原子更容易形成有序的晶体结构，从而影响合金的凝固组织。
强磁场还可以改变合金的凝固速率。
在凝固过程中，合金的凝固速率对凝固组织的形成有重要影响。
强磁场可以通过影响凝固界面的形态和动力学行为，改变凝固速率。
研究表明，强磁场可以提高合金的凝固速率，使凝固组织更加致密。
这是因为强磁场可以促进固态晶体的形成，减少凝固界面的扩散速率，从而加快凝固速率。
强磁场还可以影响合金的晶粒尺寸和晶粒形貌。
在凝固过程中，晶粒尺寸和形貌对合金的力学性能和热传导性能具有重要影响。
强磁场可以通过影响晶粒的生长速率和形貌演变，改变合金的晶粒尺寸和形貌。
研究表明，强磁场可以抑制晶粒的生长，使晶粒尺寸更小且形貌更加均匀。
强磁场对铜铁合金凝固组织演变具有重要影响。
强磁场可以通过改变凝固过程中的流体动力学行为和原子团聚行为，影响合金的凝固组织形成。
此外，强磁场还可以改变合金的凝固速率和晶粒尺寸形貌。
这些研究结果对于深入理解合金凝固过程和优化合金制备工艺具有重要意义。
电磁场作用对锰合金的凝固粒化影响研究
铁
合
金
ＦＥＲＲｏ． ＡＬＬｏＹＳ
２ ０１ ５ＮＯ． ８ Ｔｏｔ ． ２ ４７
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ １ ２ ２ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ １ ・ １ ９ ４ ３ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ８ ． ０ ０ ６
要求 。 关键词 锰 粒化 电磁场 凝 固
中
文 献 标 识 码 Ｂ
文 章 编 号 １ ０ ０ １ — １ ９ ４ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ — ０ ０ ２ ４ — ０ ４
Ｓ ＴＵＤＹ ｏＦ ＥＬＥＣＴＲｏＭ ＡＧＮＥＴＩ Ｃ ＦＩ ＥＬＤ Ｉ ＮＦ ＬＵＥＮＣＥ ｏＮ ＦＥＲＲｏＭ ＡＮＧＡＮＥＳ Ｅ Ｓ ｏＬＩ ＤＩ ＦＩ ＣＡＴＩ ｏＮ ＡＮＤ ＧＲＡＮＵＬＡＴＩ ｏＮ
摘 要 为解 决 锰 合 金 的成 型 粒 化 问题 ， 使锰 合 金 在冷 却 凝 固 时不 自然 开 裂 ， 采 用 了 浇 铸 时 施 加 电 磁 场 作 用 于 凝 固 前的锰合金液体上 ， 对 其 凝 固特 性 进 行 了研 究 。 发 现 了 虽 然 锰 是 弱 磁性 材料 ， 但 在 适 当 的 磁 场作 用 下 ， 锰 合 金 液 体 的 结 晶 也 受 到 磁 场 很 大 的 影 响 。外 磁 场 可 以 改变 锰 材 料 的显 微 组 织 ， 使 其不 产生 常 见 的尖 锐 的 枝 状 晶 ， 而凝 固 成 为 钝 化 的 圆角 品粒 ， 使 应 力 集 中 降 到最 小 状 态 ， 这 样 在 冷却 后 可 以不 开 裂 ， 再 配 合 以 其 他 工 艺 可 以使 其 满 足 粒 化 成 型 的
电磁 场作用对锰 合金 的凝 固粒化 影响研 究
关于电磁场中合金的凝固机制的研究
关于电磁场中合金的凝固的研究1.摘要合金是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。
我们着重考虑的是凝固过程。
凝固过程是影响材料组织与性能的—个基本条件，实现对凝固过程的有效控制一直是冶金工作者努力的目标。
近十几年来，在材料凝固过程中施加电磁场的技术得到了快速发展已经从最初的改进传统工艺过程发展成为制备新材料、开发新工艺的重要手段。
采用电磁技术制备材料有很多优势：采用电磁技术操作方便，而且可以使用地磁悬浮技术使得磁场与金属材料不接触，避免了对材料本身的污染。
同时，电磁场能够在金属表面产生涡流，根据涡流的热效应，可以提高铸件的温度，有利于使一些合金内部组织发生二次熔铸，细化晶粒，改善合金的细小结构，提高合金的性能，还有就是静磁场能使熔体中的夹杂的物质净化或球化，从而提高合金的性能。
因此，电磁场对于合金的凝固有显著的作用，对合金凝固有重要价值。
2.电磁场对合金凝固过程中的应用2.1．静磁场在凝固过程中的应用2.1.1．电磁制动电磁制动其实就是抑制流体的流动，当液态金属流经磁感应强度方向与其流速方向相垂直的恒稳磁场时, 根据欧姆定律, 作为导电体的液态金属中将因此而产生感生电流, 感生电流与恒稳磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑兹力, 从而使液态金属的流动受到抑制, 这就是电磁制动技术的基本原理。
研究表明电磁制动使钢水注流对结晶器窄边的冲刷强度减小, 这有利于避免发生铸坯初凝坯壳被钢水热流重熔等现象, 从而减少铸坯横裂等凝固缺陷。
并且电磁制动使结晶器内弯月面钢液温度上升5 . 8% , 有利于结晶器内钢水表面的化渣。
80年代以后，Boettinger等人通过对过共晶Pb—Sn合金的垂直定向凝固的研究发现，熔体对流可以导致宏观偏折。
Kishida等人研究了Pb—Sn合金在直流磁场中的凝固规律。
发现其宏观凝固组织中，柱状晶组织会随着磁场强度的提高而增加，并伴随着等轴晶粒的粗化。
强脉冲电磁场对金属凝固组织影响的研究_訾炳涛
晶时形核率的增加 .
这种振荡的另一作用是在熔体中造成了剧烈的 强迫对流 .这使凝固过程中正在生长中的树枝晶或 难以长大 , 或被折断 、击碎 ;而这些破碎的枝晶颗粒 又会成为新的生长中心[ 4 , 7] .所以 , 强脉冲磁场处理 可改善结晶组织就不难理解了 .而且磁场强度愈大 , 效果愈显著 .
值得提及的是 , 我们在实验中发现了一些有趣 的新现象和新问题 .比如 , 当熔体温度尚高时就过早 地施加脉冲磁场 , 铝液就会从圆柱形陶瓷管内溅出 ;
PACC:8130F ;4765
1 引 言
电磁细化是一种新兴的细化金属凝固组织的技 术 .它是利用金属和电磁场的相互作用 , 在凝固过程 中给金属熔体施加电磁场 , 使之振荡 , 从而细化金属 的凝固组织 .它具有无污染 、操作简便等优点 ;大致 分为两种 :一是让电流通过凝固中的金属(即电流处 理), 二是让金属熔体在磁场中凝固(即磁场处理).
訾炳涛 巴启先 崔建忠 白玉光 那兴杰
(东北大学 , 沈阳 110006) (1999 年 9 月 19 日收到 ;1999 年 11 月 16 日收到修改稿)
提出了用强脉冲磁场和电流细化金属凝固组织的新工 艺 .与未经磁 场或电 流处理 的凝固 样品相 比 , 强 脉冲电 磁场 能够显著地改善 L Y12 铝合金的凝固组织 , 使晶粒明显细化 、球化 ;电磁场的 强度愈强 , 这种 改善效果愈 明显 . 对该新工艺的细化机理进行了理论分析 , 同时 , 指出了实验中的新现象和新问题 .
2.研究了强脉冲电流对铝合金凝 固组织的影 响 .强脉冲电流可显著细化其凝固组织 .它使熔体在 凝固中受到很大的收缩力和冲击波 , 反复地被压缩 和运动 , 造成树枝晶被碎断成小块 , 提高形核率 , 从 而凝固组织得到细化和改善 .
磁场对金属凝固的影响
磁场中的金属凝固过程本身就是 一个复杂的多物理场耦合过程。 对该过程基础性理论研究几乎没 有，数值模拟还不多。 实验所用金属多为低熔点合金。 并且只限于实验规模，未得到工 业化推广。
实验多见于单一磁场，多种磁场 同时作用的实验不多。
请各位老师同学批评指正 谢谢！！
磁场对金属凝固的影响
综述 研究历程
第十组：张策 张顺 张涛 周邦阳 周健
凝固组织的影响
交变磁场
结语
磁场对晶粒大小的影响
一方面：当线圈通以脉动电流i1 时，线圈 内将产生交变磁场B , 在这一交变磁场作 用下，熔体内将产生感应电流i2，磁场B 与感生电流i2之间发生电磁作用，该力方 向是沿径向将金属压向或拉离轴心, 该力 会使熔体内产生规则的波动, 强化熔体内 部对流。因此交变磁场能够细化晶粒。 另一方面：在磁场强 度增加的同时，感应 电流i 2的增加,相应地 会在凝固体系内产生 增大了的热效应 ,从而 使过冷度减小,进而使 形核率下降, 会引起晶 粒粗化。
采取特殊的铸造方法 和工艺技术
得到没有缩孔等宏观 缺陷的产品
获得晶粒细小 组织 致密的产品
磁场对金属凝固的影响
综述 研究历程
第十组：张策 张顺 张涛 周邦阳 周健
凝固组织的影响
结语
凝固控制 基本途径
控制冷速： 获得细晶 组织最简 单的方法
强化对流： 机械搅拌 电磁搅拌 各种振动
孕育变质 处理：加 入添加剂 来控制形 核和长大
磁场对金属凝阳 周健
磁场对金属凝固的影响
综述 研究历程
第十组：张策 张顺 张涛 周邦阳 周健
凝固组织的影响
结语
凝固过程 凝固过程的控制是获得高性能优质铸件的关键 ,如何对凝固过 基本目标 程实现有效的控制一直是科技工作者十分关注的研究课题。
旋转磁场对合金凝固组织形成的影响
旋转磁场对合金凝固组织形成的影响作者：付海波金柱刘神春陈玉莲来源：《科技资讯》 2013年第12期（湖北汽车工业学院材料工程系湖北十堰 442002）摘要：在合金浇注过程中施加由电磁搅拌器产生的旋转磁场，能够显著地细化晶粒，抑制初生相的生长，同时对于消除宏观偏析及促进柱状晶向等轴状晶转变也有很好的效果。
关键词：旋转磁场凝固组织初生相中图分类号：TG113文献标识码：A文章编号：1672-3791(2013)04(c)-0000-00项目来源：湖北汽车工业学院大学生创新性实验项目1 前言追溯到20世纪初，人们在合金凝固过程中施加相应的磁场，同时还尝试着运用磁场来对凝固的金属进行搅拌，而这样就可以改变冶金组织[1,2]。
强烈的电磁搅拌不但克服了直接接触金属液的机械搅拌所造成的卷入气渣等方面的缺点[3]，还在液相流动对凝固过程中祈祷的作用效果有很大程度的提高，进而在流动对凝固影响的研究中逐步形成一个重要的途径[4]。
本文阐述旋转磁场对细化初生相，消除宏观偏析，获得等轴晶的作用效果。
2 旋转磁场对合金组织的影响2.1旋转磁场对过共晶铝合金初生硅的细化旋转磁场对初晶硅的细化表现在三个方面：1）电磁搅拌抑制初晶硅各向异性生长。
初晶硅的生长属于小平面生长，在无外接干扰的情况下，初晶硅会遵循择优生长原则长成粗大板块状。
加入旋转磁场后，在电磁搅拌作用下，初晶硅表面形成较多的机械孪晶，产生分支，同时加快溶质的扩散，促进温度场的均匀化，增加初晶硅厚度，从而在一定程度上抑制初晶硅择优生长，促使其向球团化转变[5]。
2）初晶硅中存在许多如孪晶，位错，亚晶界等缺陷[6]。
在旋转磁场的作用下，由于初生si和周围熔体的电导率不同而产生了相对运动，初生相受到金属液的冲击。
凝固开始时，这些初生枝晶将被碎断而形成更小晶粒[7]。
这些游离晶随着熔体一同流动，并在低温下各自长成新的游离晶，增加了晶粒的数目[8]。
3）熔体温度场均匀化。
当合金液开始析出初生硅晶核时，由于液体各处温度基本相同，初生硅可在整个液体内同时非均质形核，从而细化初生硅[5]。
磁场作用下的金属凝固研究进展
磁场作用下的金属凝固研究进展作者：王建元， 陈长乐， WANG Jianyuan， CHEN Changle作者单位：西北工业大学应用物理系,西安,710072刊名：材料导报英文刊名：MATERIALS REVIEW年，卷(期)：2006,20(5)被引用次数：3次参考文献(39条)1.El Bassyouni T A Effect of electromagnetic force on alluminum cast structure 1983(12)2.Asai S Effect of electric and magetic force on the solidified structure 19783.刑书明电场和磁场作用下的金属凝固[期刊论文]-特种铸造及有色合金 1998(06)4.訾炳涛电磁场在材料凝固过程中的应用[期刊论文]-天津冶金 2002(05)5.杨森磁场作用下可磁场对偏晶合金定向凝固组织的影响 1999(05)6.Jase R Solidification under microgravity 1984(65)7.Hurle D T Convective temperature oscillations in molten gallium 1974(03)8.Fredriksson H;Carlberg T The solidification of monotectic alloys 1980(11)9.林鑫Al-4 5Cu单晶定向凝固的一次枝晶间距研究 1997(11)10.Asai S Birth and resent activities of electroma-gnetic processing of materials 1989(12)11.周根树深过冷Ni基合金在电磁场中的凝固[期刊论文]-稀有金属材料与工程 1996(02)12.张金山旋转磁场及其对合金凝固冷却曲线的影响 1995(06)13.Vives C Elaboration of semisolid alloys by means of new electromagnetic rheocasting processes 1992(03)14.王强利用强磁场控制过共晶铝硅合金的凝固组织[期刊论文]-材料研究学报 2004(06)15.Radjai Miwa K Effect of the intensity and frequecy of electromagnetic vibration on the microstructure refinement of hypereutectic Al-Si alloys melt 200016.安田秀幸强磁场对于Cu-Pb偏晶合金凝固组织的影响 200017.王晖磁场对Bi-Mn合金两相区中MnBi相凝固组织的影响[期刊论文]-中国有色金属学报 2002(03)18.王晖磁场对Bi-Mn合金两相区中MnBi相定向排列的影响[期刊论文]-金属学报 2002(01)19.王晖磁场中Bi-Mn合金中MnBi相排列组织的形成规律和机制[期刊论文]-材料工程 2002(11)20.佐佐健介强磁场对析出相排列和晶体学取向的控制 1997(12)21.王晖磁场对Bi-Mn合金两相区中MnBi相凝固组织的影响[期刊论文]-中国学术期刊文摘 2000(02)22.刘晴热电磁流体动力学Al-4 5Cu合金定向凝固组织的影响[期刊论文]-铸造技术 2002(06)23.包卫平不同磁场作用对AZ31镁合金的凝固组织的影响[期刊论文]-材料与冶金学报 2003(03)24.胡汉起金属凝固原理 199125.班春艳电磁场作用下铝合金凝固基础研究[学位论文] 200226.赵九洲电磁场减轻Al-Pb合金比重偏析的实验研究 1990(02)27.时海芳直流磁场对Al-Cu合金定向凝固组织的影响[期刊论文]-中国有色金属学报 2003(01)28.Hans Conrad Inflence of an electric or magnetic field on the liquid-solid transformation in materials and on the microstructure of the solid 200029.Zhang W Q Structural transition and macro-segregation of Al-Cu eutectic alloy solidified in the electromagnetic centrifugalcasting process 1998(01)30.李双明交变电磁场下金属熔体的电磁约束连续成形与凝固[期刊论文]-材料导报 2001(03)31.Zhang W Q Effect of forced flow on morp-hology of Al-CuAl2 eutectic solidified with electromagnetic stirring 1997(11)32.张伟强金属凝固电磁原理与技术 200433.任忠铭合金在电磁场中凝固时生成的特殊表面 1990(05)34.Ren Z M The formation of a separated eutectic in AlSi in eutectic alloy 199235.Pascala Gillon Use of intense d c magnetic field in materials processing 200036.Jin J Z The effect of fluid flow on the eutectic lamellar spacing 198437.Baskaran V Influence of convection on lamellar spacing of eutectics 198438.Eisa G F Effect of convection on the micr-ostructure of the MnBi-Bi eutectic 198639.马娟萍强磁场对定向凝固Pb-Sn共晶生长影响的初步研究[期刊论文]-自然科学进展 2004(07)本文读者也读过(8条)1.彭广威.PEN Guang-wei电、磁场对金属凝固组织的影响及应用[期刊论文]-铸造设备研究2007(4)2.邢书明.徐亚荣.胡汉起.刘秉顺.Xing Shuming.Xu Yarong.Hu Hanqi.Liu Bingshun电场和磁场作用下的金属凝固[期刊论文]-特种铸造及有色合金1998(6)3.白云峰.徐达鸣.郭景杰.傅恒志超强静磁场对铸件定向凝固中流动的制动效应[会议论文]-20064.任忠鸣.REN Zhongming强磁场下金属凝固研究进展[期刊论文]-中国材料进展2010,29(6)5.范金辉.翟启杰物理场对金属凝固组织的影响[期刊论文]-中国有色金属学报2002,12(z1)6.赵九洲.李海丽.王青亮.赵雷.何杰.ZHAO Jiuzhou.LI Haili.WANG Qingliang.ZHAO Lei.HE Jie恒定磁场作用下Al-Pb合金快速定向凝固[期刊论文]-金属学报2009,45(11)7.电磁场作用下的金属凝固与成形[期刊论文]-材料导报2000,14(7)8.何树先.王俊.周尧和电流在金属凝固过程中的应用[期刊论文]-特种铸造及有色合金2001(5)引证文献(3条)1.屈淑维.郭志宏ZL114A合金在电磁场作用下的测试技术[期刊论文]-测试技术学报 2011(3)2.高文帅.陈长乐.陈钊.朱建华旋转磁场作用下Pb-Sn合金的凝固组织[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2008(3)3.朱建华.陈长乐.陈钊旋转磁场对Sn-Bi合金凝固组织的影响[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2008(6)本文链接：/Periodical_cldb200605022.aspx。