機械振動改善凝固組織機理的基礎研究.pdf

1、振動凝固是指運用機械振動來改善凝固組織的方法，其作用效果已為許多實驗所證明，但對于其機理仍有很大爭議。本文在最大拉應力理論基礎上推導出一維振動條件下“合力彎曲”折斷枝晶臨界應力模型；并以“合力彎曲”作用為主要內容討論了機械振動改善凝固低倍組織的機理。在理論研究的基礎上，自制振動凝固實驗裝置，進行30％NH4Cl水溶液模擬實驗和低熔點合金振動凝固實驗。 模擬實驗主要研究振動參數對振動凝固過程中枝晶生長形態(tài)以及系統(tǒng)溫度變化的影響，根

2、據得到的具體枝晶尺寸數據對折斷枝晶臨界應力模型進行分析、簡化。低熔點合金振動凝固實驗主要研究了振動頻率對金屬溶液溫度變化、凝固界面生長速度以及最終凝固組織的影響；通過比較不同過熱度澆注獲得的最終凝固組織，分析了溶液過熱度對振動凝固效果的影響。 研究結果揭示了一維振動凝固條件下枝晶被折斷的臨界強度條件，即振動參數與枝晶尺寸之間的數量關系。實驗過程圖像和溫度變化曲線證實了折斷枝晶行為的存在，其中運動阻力項對振動折斷枝晶具有決定性影響