功率超聲對Pb-Sn合金凝固行為的影響.pdf

1、功率超聲技術(shù)是以物理、機(jī)械、電子、材料等學(xué)科為基礎(chǔ)的高新技術(shù),它是以超聲能量使物體或物性某些狀態(tài)發(fā)生變化,或者使這種改變的過程加快的一門應(yīng)用技術(shù).與常規(guī)處理技術(shù)比較,功率超聲處理技術(shù)具有許多特點,它常常能大幅度地提高處理速度和處理質(zhì)量,完成一般技術(shù)所不能完成的工作.因此,功率超聲處理技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等部門得到越來越廣泛地應(yīng)用.在金屬凝固過程中施加功率超聲處理技術(shù),是改善金屬凝固組織、提高材料機(jī)械性能的最有效

2、方法之一.在功率超聲作用下的熔融金屬凝固行為研究中,作者首先進(jìn)行了超聲處理實驗系統(tǒng)的設(shè)計、計算,確定了變幅桿的材質(zhì)和尺寸,分析了功率超聲作用下熔體的聲場特性和熱效應(yīng),研究了功率超聲對5%Pb-Sn合金凝固過程的影響.試驗結(jié)果表明:在Pb-Sn合金凝固過程中導(dǎo)入功率超聲,不僅顯著細(xì)化了初生β相,使之均勻分布在基體上,而且細(xì)化了共晶組織(α+β).超聲功率從200W提高到600W時,細(xì)化程度明顯.該文從金屬凝固過程的熱力學(xué)和動力學(xué)角度初步探

3、討了功率超聲的細(xì)化機(jī)理.當(dāng)超聲導(dǎo)入金屬熔體后,凝固條件被改變,熔體中產(chǎn)生的空化泡將以極高的速度閉合或崩潰,從而在熔體內(nèi)部局部微小區(qū)域產(chǎn)生瞬時高溫、高壓和強(qiáng)烈的沖擊波.強(qiáng)烈的沖擊波會擊碎初生晶體,使之成為破碎的晶核,在聲流的攪拌作用下,又使其彌散地分布于熔池中,相當(dāng)于增加了外來核心,因而使晶粒得到細(xì)化.空化效應(yīng)產(chǎn)生的高溫和枝晶的溫升使枝晶熔斷,也增加了形核率,從而增加了晶粒數(shù)目,減少了平均晶粒尺寸.另外,研究認(rèn)為施振溫度過高和過低都會明顯