磁場(chǎng)中的合金凝固行為及光學(xué)表征法研究.pdf

1、光學(xué)正日益應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，通過(guò)光學(xué)手段分析凝固組織形貌可以間接獲得合金凝固行為方面的信息，而通過(guò)光學(xué)表征手段可以直接獲得透明熔體形核、生長(zhǎng)、流動(dòng)等方面的信息。另一方面，對(duì)凝固行為和凝固機(jī)制的理解一直是科學(xué)工作者追求的目標(biāo)，研究表明旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和靜磁場(chǎng)具有影響合金凝固行為的重要作用，但是，對(duì)磁場(chǎng)在凝固過(guò)程中的作用機(jī)制的研究還處于探索階段，很多問(wèn)題尚待解決。因此，本文著手應(yīng)用凝固組織光學(xué)分析等方法研究旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和靜磁場(chǎng)對(duì)Pb-Sn、Sn-Bi和B

2、i-In共晶型合金凝固行為的影響，并研究如何將光學(xué)表征方法應(yīng)用于合金凝固實(shí)時(shí)觀察領(lǐng)域，主要取得以下結(jié)果： 自行設(shè)計(jì)了450mT旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置并在磁場(chǎng)條件下和常規(guī)條件下對(duì)Pb-Sn、Sn-Bi和Bi-In共晶型合金進(jìn)行了熔化和凝固實(shí)驗(yàn)。 研究了Pb-50﹪Sn、Pb-58﹪Sn亞共晶合金和Pb-64﹪Sn、Pb-68﹪Sn過(guò)共晶合金的凝固組織形貌特征，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有消除宏觀偏析，碎斷和細(xì)化枝晶，加快固液界面的溶質(zhì)擴(kuò)散速

3、度以及在合金中產(chǎn)生團(tuán)狀組織等作用。分析認(rèn)為宏觀偏析的消除，枝晶的碎斷和細(xì)化以及溶質(zhì)擴(kuò)散速度的增大主要是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)引起的熔體內(nèi)部復(fù)雜流動(dòng)導(dǎo)致的，而團(tuán)狀組織的出現(xiàn)主要是由熔體流動(dòng)引起的濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)均勻化導(dǎo)致的。對(duì)于Pb-50﹪Sn、Pb-68﹪Sn合金，研究發(fā)現(xiàn)450mT靜磁場(chǎng)的作用效果不明顯。 研究了Sn-50﹪Bi、Bi-63﹪In亞共晶合金和Sn-64﹪Bi、Bi-69﹪In過(guò)共晶合金的凝固組織形貌和凝固溫度曲線特征，進(jìn)一步