物理场对金属凝固组织的影响.pdfVIP

第 卷专辑 中国有色金属学报 年 月 !’ ! ’’ + B:6*!’(! 01 ’’ ’()’#*(+(,-./*01-23-*2(//-.+4(501+ = ［文章编号］ （ ） !#$%’’(!$!!$) 物理场对金属凝固组织的影响! ， !’ ! 范金辉 ，翟启杰 （ 上海大学材料科学与工程学院，上海 ； 河北科技大学材料科学与工程学院，石家庄 ） !* ’)’ ’* ++# ［摘 要］ 综述了国内外关于电流、磁场和超声波处理对金属凝固过程与凝固组织影响的研究概况，根据电磁 学、声学及金属凝固原理分析了物理场细化和改善凝固组织的主要机制，提出了外加物理场凝固细晶技术在工业 中应用尚需研究解决的技术与理论问题，特别强调了脉冲物理场处理技术的优越性及应用前景。 ［关键词］ 物理场；凝固；组织 ［中图分类号］ ［文献标识码］ ,-!!. / 金属材料在材料中占主导地位，对国民经济的 发展起着重要作用。传统的金属材料经历了漫长的 发展，在强化理论、评估与表征、应用与再生等方 面已形成了较完整的理论与工程体系。近年来，生 态环境材料的提出，将环境意识引入材料科学中， 材料工作者从生态环境的角度重新考虑现有材料的 发展道路，在现有理论与体系的基础上对材料的强 化、评价与再生等方面进行了新的思考。 图 所示为环境与材料共同组成的大系统。材 ! 料与环境联系的基本途径有 条：资源、能源和废 . 弃物。从环境中获取足够的资源和能源生产材料， 而材料的生产和使用又将大量废弃物排入环境中。 ［］ 对于材料的评价可用如图 所示的三角形说明 ! 。 ’ 在这个三角形中，环境性包括材料从生产到报废全 过程中所消耗的资源量、能源量以及排放的三废 量，称为“材料的环境协调性”。功能性指材料的性 能或功能指标。传统的材料工程学主要研究材料的 功能性与经济性的平衡，即高的性能价格比。而新 的评价理论要求材料的功能性、环境性和经济性的 平衡，即高的性能价格比和高的性能环境负荷比。 材料的高性能、低成本与良好的环境协调性是相互 图 材料环境系统 ! 联系的，例如，高强度可以减少用材量，延长服役 #%! 01234516738954:8;382 23; $ = 寿命，这将减少资源消耗、能源消耗和三废排放。 （）— ；（ ）— 1 ,41525:816;1234516 ? @A:;1234516 从环境材料的角度出发，物理场细晶强化成为金属