电磁铸造及其材料宏观组织的形成机制(特种铸造会议讲稿).ppt

电磁铸造及其材料宏观组织的形成机制卞之（海南师范学院 物理系，海南 海口 571158） 内容提要：液态金属在电磁场、温度场、流场等三维场综合作用下受电磁力约束成型。电磁约束成型技术具有无模、电磁搅拌、强冷却等工艺特点。其凝固过程为一对流传热传质的动态过程。工艺过程决定其凝固过程，最终决定其凝固组织，使其在温度和成份高度均匀的环境下具有优先形成等轴晶的倾向。如果强化某一特殊工艺因素，增大轴向温度梯度，也有可能形成柱状晶。 提纲 电磁铸造的基本原理 电磁铸造材料的宏观组织 等轴晶组织的形成机制 柱状晶形成的可能 结语 一 电磁铸造的基本原理 电磁铸造（简称EMC）是利用电磁感应原理实现的无模型连续铸造，即依靠通入交变电流的感应器产生的电磁力克服液态金属的静压 二 电磁铸造材料的宏观组织 三 等轴晶组织的形成机制 无模型、电磁搅拌、强冷却； 流速场、温度场、溶质场快速剧烈变化； 强烈的对流传热传质； 是一个动态过程。 优先形成等轴晶 无器壁且存在电磁搅拌，一方面，使得熔体内部热量的传输主要以对流方式而非热传导方式；另一方面，使得熔体物质的传输以快速混合对流方式进行而非扩散方式，整个铸造过程一直处于强烈的对流传热传质过程，使得晶核的形成和生长在整个液柱内呈各向同性，优先生成等轴晶。 晶粒突出生长部位曲率大、能量高，更容易受电磁搅拌所引起的液体紊流的冲刷，亦抑制了枝晶和柱状晶生长方式。 四 柱状晶形成的可能 增大液柱高度; 降低液-固界面在感应圈中的位置; 增大液-固界面沿轴向温度梯度； 提高金属熔体 的纯度； 增大轴线方向温度梯度。 结语 * 电磁压力： 静压力： 张力压力： 平衡条件： 力和表面张力而实现无接触铸造。 工艺特点： （1） Ps=Pm 是保证电磁约束成型的基本条件， 是作用在熔体实施电磁搅拌的主要因素 ； （2）金属凝固过程为一快速对流传热传质的动态过程，在温度和成份高度均匀的生长环境下，晶粒具有优先生成等轴晶倾向 ； （3）提高合金纯度或强化提高轴向温度梯度的工艺因素都会增大获得纵向柱状晶的可能。 *