工业纯铝凝固时铁硅杂质相的电磁效应

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1、1，_●，ADissertationinMaterialProcessingEffectofElectromagneticFieldontheFe-·SiImpurityPhasesofSolidifiedCommerciallyPureAluminumbyDuYuhuaSupervisor：ProfessorCuiJianzhongNortheasternUniversityFebruary2008-t，√j一，▲-‘独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究

2、成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：咖砂峰’f日期：驴8．02．甲学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导

3、师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。)学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：^。4-‘●4，东北大学硕士学位论文摘要工业纯铝凝固时铁硅杂质相的电磁效应摘要纯铝由于具有一系列优良的性能，在我国国民经济的各个部门获得了广泛的应用。材料的性能与组织结构密切相关，因此研究和分析纯铝的凝固组织具有重要的作用和意义。另一方面，在材料的凝固过程中施加电磁场，会对金属凝固过程产生显著影响，对于制备新材料也具有重要的意义。因此，本文研究了工业纯铝在电磁场下的凝固组织中出现的基本现象，初步探讨了

4、电磁场的作用机理。包括直流磁场、交流磁场、直流梯度磁场、交流电流以及电流和磁场共同作用对杂质相分布、形态、尺寸的影响；对晶内溶质含量、相组成、晶格常数及相取向的影响。这些基本问题的研究，丰富了材料电磁过程理论，为今后研究工作的开展奠定了基础。本文得到如下结论：(1)磁场处理后，直流磁场对晶粒尺寸没有明显的影响，试样中汉字状、骨骼状组织增多；交流磁场使晶粒呈扇形的柱状晶，杂质向试样心部聚集，整个试样上杂质相细碎。(2)试样经磁场处理后，卢．AIFeSi相减少，口．AIFeSi相增多，交流磁场处理的

5、试样中口．AIFcSi相含量最多。这说明，磁场的处理可以促进口．AIFeSi相的生成。另外，交流磁场处理后，试样中FeAl3相增多。另一方面，磁场处理可增加Fe、Si原子在基体AI中的浓度。(3)直流梯度磁场因其梯度小，且熔体是在很短时间内凝固的，故对晶粒尺寸没有明显的影响。梯度磁场处理后，杂质相向磁场强度增强方向聚集，试样中大部分杂质相细碎，呈短棒状排列在晶界上。(4)交流电场处理可以细化晶粒。8A(电流密度为39．31mA／mm2)的交流电流条件下，冷却速度为20"C／mil3时，组织细化效

6、果好，试样中部组织大小仅为无外场时的1／7，杂质相含量比无外场条件下的少1／3；杂质相尺寸小，直径在2∥m左右。组织细化，杂质相球化，有利于提高工业纯铝的塑性。电场处理可增加纯铝中Fe、Si原子固溶在基体中的浓度，且Si偏析程度减轻。XRD分析表明，与无外场处理的试样相比，电流处理后，试样顶部电极附近杂质相口．AIFcSi相增多，A16Fe相减少，FoAl3相消失。(5)合适的电磁场参数，能够获得细化的组织。电磁场处理后，晶内Si、Fe含东北大学硕士学位论文摘要量基本增加，且Si偏析程度减轻。在

7、I=16A，B=O．34T时，晶界变细，杂质相变得细碎相转变为短棒状相或块状相。XRD分析表明，与无外场处理的试样相比，电磁场处理后，试样顶部a．AIFeSi相减少甚至消失，夕．AIFeSi相消失；试样中部，卢．AIFeSi相减少。关键词：工业纯铝，宏观组织，微观组织，磁场，电场，Fe．Si杂质相【，．-●东北大学硕士学位论文EffectofElectromagneticFieldontheFe—·SiImpurityPhasesofSolidifiedCommerciallyPureAlumi

8、numAbstractCommerciallypurealuminumhaswidelyusageinvariousofindustriesinnationaleconomyforitsseriesofexcellentcharacters．Todoresearchonsolidificationstructureofcommerciallypurealuminumhasgreatmeaningbecauseofcloserelationshipbetweenpropertiesandstruc