金屬凝固過程中的熱分析技術及其應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文研制了計算機溫度自動采集硬件和軟件系統(tǒng).經(jīng)實驗驗證系統(tǒng)的測量誤差低于±0.2﹪,滿足測量要求.采用熱分析冷卻曲線、冷卻速率曲線確定金屬臨界形核、最大形核速率、形核結(jié)束以及凝固結(jié)束的特征值點.利用該系統(tǒng)研究脈沖電流、脈沖磁場對純鋁和亞共晶鋁硅合金凝固的影響.根據(jù)特征值點的變化規(guī)律分析了物理場下凝固過程的熱力學、動力學參數(shù)變化規(guī)律.將金相組織、外加物理場的凝固機理與熱分析結(jié)果相結(jié)合,得出了評價外加物理場作用效果的有效判據(jù).研究結(jié)果表明脈

2、沖電流能顯著改變金屬的凝固過程.隨著脈沖電流峰值的增加,純鋁的形核過冷度Δ T、長大過冷度ΔT<,G>均先減小后增大,形核時間t<,N>及總凝固時間t<,S>增加,晶粒組織細化.但當脈沖電流峰值達到40000A后,組織開始粗化.研究認為,ΔT和ΔT<,G>可以作為不同脈沖電流峰值作用下純鋁細化效果的判據(jù).電流峰值不變時,延長脈沖電流的作用時間可使溫度場更加均勻.脈沖電流可顯著改變鋁硅合金各特征值溫度和特征值時間,且電流峰值越大,作用越明

3、顯.分析認為脈沖電流促使金屬形核驅(qū)動力及長大驅(qū)動力增加,使熔體形核和長大更為容易.脈沖電流過大將引起擴散激活能增加,阻礙原子的擴散.兩者的綜合作用影響著金屬凝固的過程.實驗結(jié)果顯示脈沖磁場對純鋁的凝固過程有顯著影響.隨著磁感應強度的增加,形核的過冷度ΔT及長大過冷度ΔT<,G>均變小,形核時間t<,N>增加,且整個凝固時間t<,S>縮短.當形核時間大于60s時,脈沖磁場處理效果較好.根據(jù)脈沖磁場作用機理可以將形核時間t<,N>作為脈沖磁

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