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强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.21[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学] TD457[矿业工程—矿山机电]
  • 作者机构:[1]东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,沈阳110004, [2]沈阳铸造研究所,沈阳110021
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50204004,50374027)、教育部优秀青年教师资助计划项目(批准号:2003023)和国家重大基础研究项目(批准号:G1998061510)资助的课题.
中文摘要:

为了揭示强磁场对金属凝固组织的影响规律,本文研究了Al-14.98%Si(质量分数)和Al-9.2%Si(质量分数)合金在强磁场作用下凝固组织的变化趋势,分析了强磁场对合金凝固组织中Si分布的影响.研究发现,均恒磁场和梯度磁场分别通过洛伦兹力和磁化力的作用对合金的凝固组织产生影响,强磁场可以显著改变初晶硅在合金中的分布状况.在均恒磁场作用条件下初晶硅在合金中均匀分布;在梯度磁场条件下,由于磁化力和浮力的共同作用,初晶硅在试样的上部或下部聚集.同时,磁化力也改变了共晶体在合金中的组织形态,便试样上部和下部共晶体的层片间距明显不同,理论和实验分析表明,Al-Si合金在强磁场中凝固时,磁场能作用于凝固过程,使共晶体中的Al含量增大,共晶点向左偏移.

英文摘要:

In order to find the effects of high magnetic fields on the solidification processes of metallic materials, the changes of solidified structures of Al-14.98% Si and Al-9.2% Si alloys were examined in this study. The alloys were solidified under different magnetic field conditions, and then the distribution and morphologies of Si element in the solidified structures was analyzed. It is found that uniform magnetic fields and gradient magnetic fields can affect the solidified structures of the alloy by I.orenz force and magnetization force respectively, and the imposed magnetic fields also can change the distribution of primary Si crystals in the alloy remarkably. The primary Si crystals distributed homogeneously under uniform magnetic field conditions, while they congregated at the upside or downside of samples by the combined action of buoyancy and magnetization force under gradient magnetic field conditions. Furthermore, the morphologies of eutectic crystals in the alloy were changed by the magnetic fields and the layer thickness of eutectic crystals were different at the upside and downside under gradient magnetic field. Both theoretical analysis and examinations indicated that magnetic energy also affected the solidifying process, the content of eutectic aluminum in eutectic structure increased and eutectic point left-shifted when Al-Si alloy solidified under high magnetic fields.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876