超導強磁場作用下偏晶合金凝固過程的實驗研究.pdf

1、偏晶合金具有許多優(yōu)異的物理特性和化學特性,是工程應用中一種十分重要的金屬材料.但是由于大多數(shù)偏晶合金系組元間的密度和熔點相差很大,而且在較大的溫度區(qū)間和成分范圍內存在著兩液不混溶區(qū),因此極易產生重力偏析,所以,按常規(guī)方法難以獲得均勻的組織.近些年來,超導強磁場的迅速發(fā)展和應用,使磁場的應用范圍從傳統(tǒng)的以鐵磁性材料為主擴大到整個材料領域,成為材料制備過程中的一個重要的新手段.其特殊的磁場條件對抑制偏晶合金的重力偏析會產生有效作用,本文正是

2、利用強磁場的這一特性來研究其對偏晶合金凝固行為的影響.本文采用12T超導強磁場和1200℃真空加熱爐研究了強磁場作用下偏晶合金的凝固過程,探討了強磁場對Al-Pb二元偏晶合金重力凝并、沉積的抑制作用,以及對凝固組織的影響.實驗采用鉛含量為5％、10％、15％、25％的四種Al-Pb二元合金,在無磁場、磁感應強度最大點、磁化力最大點三種不同條件下對其進行凝固過程實驗研究.利用光學金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡對試樣組織結構、組成分布進行研究.

3、同時,對偏晶合金的第二相形核、生長、凝并等凝固過程進行了理論分析.研究結果表明:1.通過對比有無磁場條件下的試樣組織,發(fā)現(xiàn)在強磁場作用下的試樣中富鉛顆粒的分布較均勻,顆粒尺寸細小,而無磁場條件下的試樣富鉛顆粒多沉積在中、下部,且尺寸較大.2.在磁感應強度最大位置條件下和磁化力最大位置條件下均可獲得富鉛粒子在基體中分布較均勻的組織.在磁感應強度最大位置下第二相粒子的分布比磁化力最大點條件下的分布細小.3.在磁感應強度最大時,富鉛粒子的尺寸