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电磁软接触成形定向凝固工艺的研究

朱小硕  
【摘要】: 定向凝固和电磁成形技术已在材料科学研究中获得了广泛应用。本文结合 定向凝固技术、电磁成形技术和区域熔化液态金属冷却法,提出了电磁软接触 成形定向凝固工艺,并开展了该工艺的试验研究。 根据电磁软接触成形定向凝固工艺的要求,设计制造了一台实验设备—— 宽调速电磁成形定向凝固炉。该设备有宽调速、多功能等特点,充分满足了不 锈钢、高温合金等特种合金电磁软接触成形定向凝固工艺的研究需要。 通过测量得出了电磁软接触成形定向凝固工艺结晶器中的磁场和试件中感 应热的分布规律: 1.Al_2O_3和BN结晶器内的磁场分布与无结晶器时的磁场分布规律是一致的; 2.在不同的功率下,结晶器中的磁感应强度随功率的增大而增大,但其分布 形状基本保持不变; 3.在结晶器中的横断面上,测得中心的磁感应强度小于边缘的磁感应强度, 但中心和边缘的磁场沿纵向线分布的形状是一致的。 4.测量了感应热的分布规律,得出了温度稳定后边缘和中心处纵向温度的分 布情况。 本文通过大量的试验研究,探讨了各工艺因素对试样表面质量的基本影 响,并找出了各工艺参数的应用范围。试验结果表明,固液界面的位置是影响 表面质量的主要因素。对于内径φ40cm 的感应器,在抽拉速度ν=100- 200μm/min,电源电压为220v、电流70A时,易获得表面质量较好的试样。熔 体温度场分为加热熔化区与凝固区,并以不锈钢为试验材料,测得液/固前沿 液相一边的温度梯度为200K/cm。


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