電磁攪拌對鋁合金凝固組織影響的工藝與理論研究.pdf

1、在材料科學(xué)領(lǐng)域,控制金屬材料的凝固過程、改善合金鑄錠的微觀組織,已成為提高材料性能和開發(fā)新材料的研究方向。電磁攪拌技術(shù)由于不與金屬熔體接觸,減少了對熔體的污染,保持了合金的原有成分、操作方便、效果顯著等優(yōu)點,因而更有利于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。因此,研究電磁場作用下材料的凝固過程和組織性能變化的規(guī)律具有重要的價值。
　　鋁合金在生活中的應(yīng)用隨處可見,人們也大量的研究了利用電磁攪拌技術(shù)控制鋁合金熔體的凝固過程,有的已經(jīng)用于實際生產(chǎn)中。然而,

2、目前的電磁攪拌器普遍存在高耗能、低效率等問題,并且人們對電磁場作用的細(xì)化機(jī)理有著不同的看法,意見分歧比較大。因此,有必要對攪拌器的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn),探索出線圈繞組新的繞制方式,從而提高電磁場的利用效率,同時通過系統(tǒng)的實驗,探討電磁場對金屬熔體的作用機(jī)制,完善其金屬凝固理論基礎(chǔ)。
　　本課題選用Al-Mn合金作為電磁攪拌的研究對象,設(shè)計出單層鏈?zhǔn)骄€圈繞組制成的電磁攪拌裝置;針對該攪拌裝置,詳細(xì)地討論了冷卻方式、攪拌頻率的選擇、磁場的計算

3、方法以及在攪拌下熔體運動速度分布規(guī)律;然后在其凝固過程中施加不同的電磁攪拌工藝,探究電磁攪拌各種參數(shù)對合金凝固組織的影響規(guī)律,研究熔體在電磁作用下的形核、長大規(guī)律以及電磁場對合金硬度性能的影響。
　　研究結(jié)果表明:在相同的澆注條件下,電磁攪拌下的合金凝固組織比未施加攪拌的凝固組織要更加的細(xì)小圓整,并且在710℃的澆注溫度下,電磁攪拌的作用效果最好;電磁攪拌對其晶粒細(xì)化的主要原因是增加了形核數(shù)目,提高了形核率,抑制了晶粒的長大速率;