外场下镁合金凝固及锭坯制备PDF电子书下载

1绪论 1

1.1镁及镁合金概述 1

1.1.1镁及镁合金的性质及特点 1

1.1.2镁合金的分类 3

1.1.3镁合金的用途 3

1.2镁合金凝固组织细化 5

1.2.1化学方法细化 5

1.2.2物理方法细化 7

1.3超声场在金属材料制备过程中的应用 8

1.3.1功率超声发展概述 8

1.3.2功率超声在液体中的基本机制 9

1.3.3超声场在金属凝固过程中的应用 10

1.4电磁场在金属材料制备过程中的应用 13

1.4.1不同形式电磁场在金属凝固过程中的应用 13

1.4.2电磁场在半连续铸造过程中的应用 16

2功率超声在镁合金熔体中的传播与空化 19

2.1超声在镁合金熔体内的传播行为 19

2.1.1超声在介质中传播的主要物理量 19

2.1.2镁合金熔体中变幅杆端面的超声折反射行为 21

2.1.3功率超声在镁合金熔体中的传播特性 21

2.2镁合金熔体内超声空化 29

2.2.1空化理论 29

2.2.2空化泡运动方程推导 32

2.2.3超声在镁合金熔体中的空化行为 34

2.2.4空化效应 38

2.3镁合金熔体中的声流及其驱动力 42

2.3.1声流的定义及分类 42

2.3.2声流驱动力推导 44

3超声场下镁合金凝固组织演变 48

3.1连续超声处理对二元镁合金凝固组织的影响 48

3.1.1等温合金熔体经不同功率连续超声处理的合金铸态组织 48

3.1.2等温合金熔体经不同时间连续超声处理的合金铸态组织 50

3.1.3不同等温合金熔体经连续超声处理的合金铸态组织 54

3.1.4合金降温过程中连续超声处理对合金凝固组织的影响 56

3.2超声场对工业镁合金凝固组织及性能的影响 63

3.2.1连续超声处理对AZ80镁合金组织及性能的影响 63

3.2.2连续超声处理对AS41镁合金凝固组织的影响 85

3.2.3连续超声处理对AZ80镁合金锭坯力学性能影响 92

3.2.4连续超声处理制备AZ80合金锭经挤压后组织及性能 97

3.3脉冲超声处理对AZ80合金组织及性能的影响 100

3.3.1脉冲超声处理对AZ80镁合金凝固组织的影响 100

3.3.2脉冲超声处理对AZ80镁合金锭坯力学性能的影响 105

3.4超声场作用下镁合金凝固组织细化机理 105

4镁合金超声-电磁半连续铸造基础理论 111

4.1超声场下半连续铸造过程声场控制方程 111

4.1.1声衰减与吸收 111

4.1.2声场的控制方程 112

4.2低频电磁半连续铸造过程电磁控制方程 113

4.2.1金属熔体中的交变电磁场 113

4.2.2电磁场与熔体交互作用 117

4.2.3电磁场对熔体流动的影响 119

4.2.4低频交变电磁场在镁合金半连续铸造过程中的应用 120

4.3半连续铸造过程中流场与温度场控制方程 123

4.4半连续铸造过程中合金凝固数学模型 125

4.5数学模型的假设与简化 126

4.6边界条件 127

4.6.1声场计算的边界条件 127

4.6.2电磁场计算的边界条件 127

4.6.3流场和温度场的边界条件 128

4.7数值模拟的过程和方法 131

4.8直径为165mm的镁合金铸锭半连续铸造过程数学模型 132

4.8.1实验材料的物性 132

4.8.2边界条件 133

4.8.3几何模型及网格划分 135

4.9超声场下镁合金半连续铸造数值模拟 136

4.9.1镁合金熔体中的超声场及声流驱动力分布 136

4.9.2超声场对流场的影响 137

4.9.3超声场对温度场的影响 139

4.9.4不同超声功率下的超声场及其对流场和温度场的影响 139

4.10超声场在半连续铸造过程中有效空化区域分析 143

4.10.1超声在镁合金熔体中的空化阈 144

4.10.2声场分布及有效空化区域分析 146

4.11低频电磁场对流场和温度场的影响 147

4.11.1电磁场及洛伦兹力分布 147

4.11.2电磁场对流场的影响 147

4.11.3电磁场对温度场的影响 149

4.12超声-低频电磁组合场下镁合金半连续铸造数值模拟 150

4.12.1超声工具杆材质对流场和温度场的影响 150

4.12.2功率超声-低频电磁组合场对流场和温度场的影响 167

5低频电磁场下镁合金半连续铸造过程中传热与凝固 175

5.1低频电磁半连续铸造及传统半连续铸造传热与凝固对比 175

5.1.1液穴及两相区形状 175

5.1.2两相区及液相区内温度场 177

5.1.3锭坯凝固组织 178

5.1.4锭坯宏观偏析 181

5.2浇注温度对传热与宏观组织的影响 183

5.2.1浇注温度对液穴及两相区的影响 184

5.2.2浇注温度对两相区及液相区内温度场的影响 184

5.2.3浇注温度对锭坯宏观组织的影响 184

5.2.4浇注温度对合金元素分布的影响 185

5.3电磁频率对传热与宏观组织的影响 186

5.3.1低频电磁参数对液穴与两相区形状的影响 187

5.3.2电磁频率对两相区与液相区内温度场的影响 188

5.3.3电磁频率对锭坯宏观组织的影响 189

5.3.4电磁频率对合金元素分布的影响 190

5.4电流强度对传热与宏观组织的影响 192

5.4.1电流强度对液穴与两相区形状的影响 192

5.4.2电流强度对两相区与液相区内温度场的影响 193

5.4.3电流强度对锭坯宏观组织的影响 195

5.4.4电流强度对合金元素分布的影响 196

5.5电磁场对结晶器传热的影响 197

6超声-低频电磁场下镁合金半连续铸造工艺 199

6.1单一低频电磁场作用下镁合金半连续铸造工艺研究 199

6.1.1低频电磁和传统半连续铸造镁合金铸锭表面质量 199

6.1.2低频电磁和传统半连续铸造镁合金铸锭宏观组织 200

6.1.3低频电磁和传统半连续铸造镁合金铸锭微观组织 200

6.1.4低频电磁和传统半连续铸造镁合金铸锭力学拉伸性能 202

6.1.5低频电磁和传统半连续铸造镁合金铸锭结晶相 203

6.1.6不同低频电磁参数下铸锭宏观组织 204

6.1.7不同低频电磁参数对铸锭微观组织的影响 205

6.1.8不同低频电磁参数对铸锭宏观偏析的影响 207

6.1.9不同低频电磁参数对铸锭力学性能的影响 208

6.1.10单一低频电磁场作用下镁合金半连续铸造机理 209

6.2单一超声场作用下镁合金半连续铸造工艺研究 212

6.2.1超声和传统半连续铸造镁合金铸锭宏观组织 212

6.2.2超声和传统半连续铸造镁合金铸锭微观组织 213

6.2.3超声场对铸锭宏观组织的影响 214

6.2.4超声场对铸锭微观组织的影响 214

6.2.5超声施振深度对铸锭微观组织的影响 217

6.2.6超声场对铸锭力学性能的影响 219

6.3低频电磁-超声组合场作用下镁合金半连续铸造工艺研究 220

6.3.1组合场作用下铸锭宏观组织 220

6.3.2组合场作用下铸锭微观组织 222

6.3.3组合场作用下铸锭力学性能 224

参考文献 226