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金属材料制作采用机械处理方法与外加物理场法有什么不同

金属材料制作采用机械搅拌可造成液相和固相之间产生不同程度的相对运动,即液态金属的对流运动,从而引起枝晶臂的折断、破碎和增殖,达到细化晶粒的目的。但该方法存在两方面不足,一是对熔体搅拌时,易卷入气体,且得不到金属液的及时补充,易形成气孔、缩松等缺陷;二是对高熔点的金属液进行搅拌时,搅拌器损耗严重,对金属熔体造成污染,产生新的质量问题。

电热合金


金属材料制作采用机械振动的方法也是借助金属熔体的对流运动破碎枝晶、引起晶核增殖来达到凝固组织细化的目的。但该方法在操作中,当机械振动频率提高时,金属凝固组织细化效果会降低,引起钢锭碳化物偏析和疏松严重等问题。

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金属材料制作外加物理场处理技术是在金属凝固前或凝固过程中对金属熔体施加物理场,利用金属和物理场的相互作用,改善其凝固组织。该技术具有环境友好、操作简便等优点。目前该领域的研究热点主要集中在以下3个方面:(1)让电流通过金属熔体,即电流处理;(2)让金属熔体在磁场中凝固,即磁场处理;(3)对金属熔体进行超声波处理。

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金属材料电场作用于熔点附近的凝固系统时,金属液中近程有序原子团的结构、尺寸和数量都会随着电场强度、方向而变化,加剧了结构起伏、能量起伏及温度起伏,从而促进均质形核。当有快速变化的强脉冲电流通过金属熔体时,将在熔体内产生快速变化的强脉冲磁场。强脉冲电流和强脉冲磁场之间的相互作用会在金属熔体内产生很强的收缩力,使熔体反复地被压缩,并使熔体在垂直于电流方向作往复运动。往复运动除了碎断树枝晶外,同时还使熔体迅速失去过热、提高形核率。所以脉冲电流愈强,细化效果愈显著。


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