機(jī)械振動(dòng)改善凝固組織機(jī)理的基礎(chǔ)研究.pdf

1、振動(dòng)凝固是指運(yùn)用機(jī)械振動(dòng)來(lái)改善凝固組織的方法，其作用效果已為許多實(shí)驗(yàn)所證明，但對(duì)于其機(jī)理仍有很大爭(zhēng)議。本文在最大拉應(yīng)力理論基礎(chǔ)上推導(dǎo)出一維振動(dòng)條件下“合力彎曲”折斷枝晶臨界應(yīng)力模型；并以“合力彎曲”作用為主要內(nèi)容討論了機(jī)械振動(dòng)改善凝固低倍組織的機(jī)理。在理論研究的基礎(chǔ)上，自制振動(dòng)凝固實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行30％NH4Cl水溶液模擬實(shí)驗(yàn)和低熔點(diǎn)合金振動(dòng)凝固實(shí)驗(yàn)。 模擬實(shí)驗(yàn)主要研究振動(dòng)參數(shù)對(duì)振動(dòng)凝固過(guò)程中枝晶生長(zhǎng)形態(tài)以及系統(tǒng)溫度變化的影響，根

2、據(jù)得到的具體枝晶尺寸數(shù)據(jù)對(duì)折斷枝晶臨界應(yīng)力模型進(jìn)行分析、簡(jiǎn)化。低熔點(diǎn)合金振動(dòng)凝固實(shí)驗(yàn)主要研究了振動(dòng)頻率對(duì)金屬溶液溫度變化、凝固界面生長(zhǎng)速度以及最終凝固組織的影響；通過(guò)比較不同過(guò)熱度澆注獲得的最終凝固組織，分析了溶液過(guò)熱度對(duì)振動(dòng)凝固效果的影響。 研究結(jié)果揭示了一維振動(dòng)凝固條件下枝晶被折斷的臨界強(qiáng)度條件，即振動(dòng)參數(shù)與枝晶尺寸之間的數(shù)量關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖像和溫度變化曲線證實(shí)了折斷枝晶行為的存在，其中運(yùn)動(dòng)阻力項(xiàng)對(duì)振動(dòng)折斷枝晶具有決定性影響