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超声波在铝合金铸造过程中对AITiC细化剂作用规律的研究

林森  
【摘要】:铸锭凝固组织形貌和分布对铸锭的综合性能具有重要影响。本文通过不同添加量、作用时间以及添加温度下的AlTiC细化剂和不同功率、响应时间下超声外场的实验,对比研究不同铸造条件下,铸锭凝固组织的细化效果。研究结果表明: 1. AlTiC细化剂对铝合金的细化作用明显,在一定范围内细化效果随细化剂添加量的增加而提高,当AlTiC添加量在0.5%左右时,细化剂的细化效果最好;AlTiC细化剂的细化能力还受作用时间与添加温度的影响。实验发现,在15-20分钟时,细化剂的细化效果达到最大,继续延长细化剂作用的时间,细化能力逐渐衰退。 2.TiC粒子是AlTiC细化剂中的重要物相,其形核能力与粒子的形貌、大小和分布有关。粒子尺寸越小,TiC形核能力越大;粒子表面曲率越小,形核率越高;粒子发生团聚时,粒子团凹凸不平的曲面提升了形核的能力。 3.超声细晶效果与施振功率有关。在一定范围内,施振功率越大,细化效果越明显;在液相温度附近施加超声振动,可以有效地提高单位面积内形核质点数,增大形核率。 4.超声波和AlTiC细化剂协同作用时,金属凝固组织的细化效果要优于任何一种单一处理方法下的细化效果;凝固组织晶粒大小受Ti原子偏聚区富集程度的影响,加入超声振动后改善了Ti原子分布的情况,降低了偏聚区的浓度与面积,提高了形核率,活化了AlTiC细化剂。图39幅,表18个,参考文献68篇。


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