功率超声对金属凝固组织影响的基础研究

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1、摘要超声波处理作为一种高效、无污染的物理细龋技术熊显著的细化金耩的凝圈缌织，掇寓金属豹力学蠛能。但至今人们对超声细化虮壤的认识仍不缀明确，对超声波作用下金属凝固细晶的规律和条件尚不究全清楚。这方丽基础研究的不足不仅卷l终了工艺参数静貔健，羹基割豹了工艺装备静牙发，这撵在缀大稷疫上裁限制了趟声波在生产实践上的成用。本文在谋憨缝蘸籁工佟酶蘩磴上，辩蹩声波律建静穰壤送嚣深一多豹研究翻探索。本文通过研究超声波对Sn—sb合众凝固过程的作用，从热分析角度揭示了趟声波处理对Sn—sb会金凝固濂度场的影响及超声波空亿和声流作用的效栗与大小。试验结果表明超声波的导入能

2、缩短Sn—Sb合金凝阉时间，减小凝姻过程的温度梯度，使瀑度场均匀，扩大先析出B相区和包晶反应相区。并且试验中迸发现了越声波处理戆sn—sb台愈冷却藏线上的一些特数点。本文还通过分析超声波空化和声流作用在鑫属凝固中的变化情况，设计三种苓嗣熬鲶毽工艺，对超声波笼褒sn—sb会金兹裁佳工艺避霞研究，探索超声波焱实际生产中处理工艺的问题。试验结果表明，B相处理方法是～种既经济又有效的超声波处理工艺。本文还应用超声波侧部导入法对越声波处理碳钢和不锈钢的方法芹Ⅱ效果进行研究和探索，为超声波处理校锯铁连铸中的斑用作了些积极的探索。结果表明趣声波处理的碳钢和不锈钢晶敉

3、有一定的细化效果。本文最后结合试验结果解释了超声波空化和声流作用在众属凝固中的变化馕猿，慰超声波缯纯金属凝露缀织豹瓿理终了～定夔分凝。关键字：功率越声，Sn-Sb合金，冷却}眭i线，动态凝固般线，处理工艺，低碳钢，不锈镄ABSTRACTUltrasonictreatmentisanefficientandnon．contaminativemetalrefiningtechnique．Buttherefiningmechanismisstillamystery．Therefiningrulesandcondkionsarealsoobscure．Thei

4、ndustrializationofthistechniqueisrestrictedtothefoundationalresearch．TheindustrialparametersandinstrumentscouldnotbefixedOn．Thisprojectsbasedonthepreviousresearchistoinvestigateandexplorethemechanismofultrasonicrefinement．Thethermalanalysisisusedtoconfirmtherulesofacousticstream

5、ingandcavitationduringthesolidificationprocessofSn—Sballoyunderpowerultrasonic．Astheresultsshow,thegradoftemperatureisreducedandthefieldoftemperatureiseveneEAndsomecharacteristicpointsinthecoolingcurvesarediscovered．Theoptimalprocessingisstudiedisthispaper．Threekindsofprocessing

6、aredesignedbyanalyzingtherulesofacousticstreamingandcavitationthesolidificationprocessofSn—Sballoy．Theresultsshowthatpphasetreatmentmaybethemostdesirableprocessinginthepracticalmanufactureprocess．Thentostudythesituationofpowerultrasoniconthecontinuouscastingofsteel，thelowcarbona

7、ndthestainlesssteelaretreatedthoughthesidetransmittingmethodofpowerultrasonicinthispaper．Theresultsshowthatthesizeofgainbecomesdrasticallysmaller．Finally,themechanismofpowerultrasonicrefinementisstudied．Andtherulesofacousticstreamingandcavitationduringmetalsolidificationprocessa

8、reexplained．Keywords：powerultrasonic，Sn—Sballoy