韩彦博
,
房灿峰
,
侯晓光
,
赵倩
,
张楠
,
张兴国
材料科学与工艺
为了深入研究螺旋磁场解决重力偏析的效果及作用机理,本文选用低熔点Sn-Sb合金,分析不同励磁电流下螺旋磁场对铸锭宏观成分偏析的影响,并与常规条件下及相同工艺参数旋转磁场条件下的凝固组织进行比较.结果表明,螺旋磁场的电磁力分布特点有利于在铸锭内部形成更大区域的均匀搅拌,相比于旋转磁场可以更好地改善铸锭成分的宏观偏析;随着励磁电流的增大,两种磁场改善偏析、细化凝固组织的效果更好;当螺旋磁场励磁电流为100 A时,基本消除铸锭上、下部位由于重力作用导致的成分偏差,β相（SnSb）变得细小且均匀分布在基体内.在金属熔体凝固的过程中施加螺旋磁场可消除重力偏析,效果优于旋转磁场.
关键词:
螺旋磁场
,
旋转磁场
,
励磁电流
,
Sn-Sb合金
,
偏析
张楠
,
赵倩
,
房灿峰
,
韩彦博
,
郭建设
,
侯晓光
,
邢清源
,
张兴国
中国有色金属学报
测试分析新型电磁搅拌器内螺旋磁场和旋转磁场的磁感应强度、分布和作用规律,研究螺旋磁场对Pb-80％Sn过共晶合金凝固组织影响的作用机理,并与无磁场和旋转磁场条件下合金凝固组织的形貌特征及成分分布进行对比分析.结果表明:螺旋磁场相比于旋转磁场可以在铸锭内部更大区域内形成均匀搅拌,更易于破碎和细化枝晶组织,既能促进椭球或球状晶的生成,又能更好地改善宏观偏析;在频率一定的情况下,初生相晶粒尺寸随着励磁电流的增大而减小；当励磁电流为125 A时,旋转磁场和螺旋磁场细化晶粒的效果最好；继续增大电流,晶粒产生粗化；螺旋磁场可基本消除成分偏析,并在较小励磁电流(100A)下达到采用旋转磁场(125A)时的最佳搅拌效果.
关键词:
Pb-80％Sn过共晶合金
,
成分偏析
,
螺旋磁场
,
旋转磁场
赵倩
,
张兴国
,
张环月
,
邓亮
,
郭建设
,
侯晓光
,
房灿峰
稀有金属材料与工程
通过数值模拟和实验研究,分析了施加不同励磁电流螺旋磁场时Pb-Sn合金的凝固过程.结果表明:随着励磁电流的增加,冷却速率逐渐降低,熔体内的温度梯度变小,促进晶粒等轴化;轴向分力使熔体沿轴向的环流增强,初生β相趋于弥散分布,宏观偏析基本消除.但大电流产生强烈的搅拌,增加了晶粒之间摩擦与碰撞几率,晶粒聚集程度提高,强烈的感应加热也延缓熔体的冷却速度,导致晶粒粗化.在频率为10 Hz条件下,适宜的励磁电流是100～125 A.
关键词:
ProCAST软件
,
螺旋磁场
,
宏观偏析
,
温度场
王松伟
,
王晓东
,
倪明玖
,
张新德
,
王增辉
,
那贤昭
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00690
研究了永磁体螺旋磁场作旋转运动,驱动金属液所产生的三维流动行为.采用超声波Doppler测速仪,对金属液的流速进行了定量测量分析.通过周期性改变螺旋磁场的旋转方向,完全实现了频域模式变化的螺旋磁场.研究了不同模式参数下,金属液在圆柱形容器内周向和轴向流动速度的变化情况.结果表明:本实验条件下金属液的周向流动,随着磁场的周期性换向也出现周期性的往返流动,周向流速的幅值在模式周期Tm大于40 s后达饱和.轴向流动是螺旋磁场的移动分量引发的轴向环流和旋转分量驱动的二次流共同作用的结果.模式磁场作用下轴向流动存在最佳模式周期Tm*.当模式周期小于Tm*时,轴向流动出现了周期性的往返流；大于Tm*时,二次流开始形成并逐渐成为主要的流动形态.
关键词:
金属液
,
永磁体
,
螺旋磁场
,
速度场
,
螺旋流
张新德
,
王晓东
,
那贤昭
,
王松伟
,
倪明玖
稀有金属材料与工程
采用小块单元永磁体堆积的方式搭建了永磁螺旋磁场,并研究了其所驱动的金属液流动模式.首先,通过实验测量和数值模拟的方法分析了螺旋磁场的空间分布特点:螺旋磁场可视为由旋转磁场和行波磁场在空间上叠加而成;其次,实验测量和数值模拟的结果表明:理想螺旋磁体与采用单元永磁体堆积所形成的实际磁场的分布与强度较一致;最后,采用超声多普勒测速仪(UDV)对永磁螺旋磁场所驱动的金属液流进行了定量的速度测量研究,发现永磁螺旋磁场在一定参数条件下能驱动全域的螺旋流.
关键词:
螺旋磁场
,
永磁体
,
数值模拟
