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7050铝合金施加超声铸造的数值模拟

张立华 , 朱彪

机械工程材料

利用流体力学软件Fluent及动网格技术,以多相流模型中的混合物模型(Mixture)为基础,并耦合空化模型,对不同功率超声作用下7050铝合金熔体所产生的空化效应及铸造组织进行了数值模拟,并通过超声铸造试验进行了验证.结果表明:随着超声时间的延长,熔体中的空化区域逐渐扩大,并逐步向变幅杆端面中心集中；超声功率越大,空化强度越高,对铸态组织的细化效果越明显；模拟结果与试验结果基本吻合.

关键词: 7050铝合金 , 超声 , 铸造 , 空化效应 , 数值模拟

伴随水力空化现象的对流换热数值研究

刘斌 , 蔡军 , 李勋锋 , 淮秀兰

工程热物理学报

以水为介质,建立了液体流动的混合物多相流模型及空化模型,运用CFD方法对水平圆管内伴随有水力空化现象的受迫对流换热过程进行了数值研究,详细分析了管道入口压力、入口温度和限流孔与管道直径比等因素对水力空化及对流换热过程的影响规律。数值模拟结果表明,空化现象出现在圆管喉部（限流孔）壁面附近区域;与相同流量下无空化时的传热相比,在发生空化现象的区域,传热壁面被蒸汽所覆盖导致传热急剧恶化,而在远离空化发生区域的下游位置,由于空化的扰流作用使得加热壁面与流体之间的传热得到明显改善。

关键词: 水力空化 , 空化效应 , 对流换热 , 传热强化 , 模拟

凝固时超声振动处理对工业纯铝显微组织的影响

蒋日鹏 , 李晓谦 , 胡仕成 , 张立华 , 刘荣光

机械工程材料

对工业纯铝熔体进行超声振动处理,分别研究了稳态连续超声处理时不同的超声功率、施振熔体温度、施振深度对凝固后显微组织的影响;并分析了动态间歇施振对凝固组织的影响.结果表明:超声振动下获得的铸锭组织均得到不同程度的细化;超声细晶机理主要是由于空化效应和声流效应提高了形核速率,并抑制了晶粒的长大;运用合理的超声功率与施振温度处理铝熔体,晶粒能得到最有效的细化;此外,施振深度不宜过大,否则将减弱细化效果;不同方式的动态间歇施振后晶粒细化程度与所选参数密切相关.

关键词: 超声振动 , 工业纯铝 , 空化效应 , 声流效应

不锈钢表面高温热处理氧化皮的常温去除机理研究

朱立群 , 李敏伟 , 王辉

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.04.026

在高温使用环境或热处理中,不锈钢表面容易形成氧化皮,影响了不锈钢零件的应用.利用超声电化学方法去除不锈钢表面的高温热处理氧化皮,即在超声波的辅助作用下,电解不锈钢表面氧化皮,并研究了电解和超声波对氧化皮去除作用规律.试验结果表明:辅以超声波作用的电化学技术可以在常温下快速去除不锈钢表面的高温热处理致密氧化皮,恢复了不锈钢的金属色泽表面.超声波不仅可以对不锈钢表面氧化皮产生力学效应,而且可以明显加快电化学阳极反应速率和氧化皮的脱落速度.

关键词: 不锈钢 , 电解 , 超声波 , 空化效应 , 氧化皮膜去除

间接超声振动制备5052铝合金半固态浆料

吕书林 , 吴树森 , 戴维 , 安萍 , 毛有武

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00552

采用一种新型的间接超声振动装置制备5052铝合金半固态浆料,研究了启振温度和振动时间对浆料组织的影响.结果表明,在液相线温度643℃及以上开始对5052铝合金熔体进行50 s的间接超声处理,能获得晶粒细小圆整的半固态浆料.在液相线温度开始通过杯底对合金熔体进行间接超声处理,可在杯底附近大量形核,随后初生晶粒以球状方式生长;在60 s的制浆时间内,晶粒平均直径先减小后增大,平均形状系数则一直增大.熔体温度降至液相线以下3℃时再进行间接超声处理,亦能破碎发达的枝晶获得蔷薇状组织和球状晶粒共存的半固态浆料,晶粒平均直径为105μm.

关键词: 间接超声振动 , 初生晶粒 , 空化效应 , 半固态浆料

超声辅助微弧氧化钛合金钙磷涂层生长机制研究

王凤彪 , 张旗 , 刘静凯 , 赵艳丽 , 舒启林

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2017.01.001

采用超声辅助微弧氧化复合工艺在钛合金表面制备了钙磷生物涂层.采用扫描电镜和电子能谱仪测试了涂层表面形貌和元素组成,分析了超声辅助微弧放电特性,建立了MAO系统等效电路,提出了复合工艺所制备涂层的TiO2相氧化机制及钙磷相合成机制.结果表明:复合工艺提前了微弧放电时间,降低了起弧电压,增加了有效微弧放电时间;钙离子主要通过电源脉间等效电熔放电和超声作用提高电泳活性并吸附于阳极,并与磷酸根离子反应生成钙磷生物相;配置工作液时要求钙、磷应有较大比值,且工作液中钙离子和磷酸根离子浓度应增大.研究对超声辅助微孤氧化复合工艺制备高性能钛合金生物涂层具有指导意义.

关键词: 微弧氧化 , 超声辅助 , 钛合金 , 钙磷生物涂层 , 空化效应 , 生长机制

间接超声振动制备5052铝合金半固态浆料

吕书林吴树森戴维安萍毛有武

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00552

采用一种新型的间接超声振动装置制备5052铝合金半固态浆料, 研究了启振温度和振动时间对浆料组织的影响. 结果表明, 在液相线温度643℃及以上开始对5052铝合金熔体进行50 s的间接超声处理, 能获得晶粒细小圆整的半固态浆料. 在液相线温度开始通过杯底对合金熔体进行间接超声处理, 可在杯底附近大量形核, 随后初生晶粒以球状方式生长; 在60 s的制浆时间内, 晶粒平均直径先减小后增大, 平均形状系数则一直增大. 熔体温度降至液相线以下3℃时再进行间接超声处理, 亦能破碎发达的枝晶获得蔷薇状组织和球状晶粒共存的半固态浆料, 晶粒平均直径为105 μm.

关键词: 间接超声振动 , primary grains , cavitation effect , semi-solid slurry

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