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1、第28卷第1期机械工程材料Vol.28No.12004年1月MaterialsforMechanicalEngineeringJan.2004脉冲电流对ZA-27合金凝固组织的影响11112陆琼晔,傅明喜,吴晶,司乃潮,姚新禄(1.江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013;2.第一拖拉机股份有限公司,河南洛阳471004)摘要:研究了脉冲电流对ZA-27合金凝固组织的影响。结果表明,在金属液凝固过程中对其施加脉冲电流,能够使合金的凝固组织得到改善,晶粒得到细化,枝晶间距减小。其主要原因是脉冲电流产生的脉冲压力对晶核的形成和长
2、大产生了影响。关键词:脉冲电流;脉冲压力;凝固组织;细化;形核中图分类号:TG146.1文献标识码:A文章编号:1000-3738(2004)01-0012-03EffectsofPulseCurrentontheSolidifiedStructureofZA-27AlloyLUQiong-ye,FUMing-xi,WUJing,SINa-ichao,YAOXin-lu(1.JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China;2.FirstTractorCo.Ltd,Luoyang471004,China
3、)Abstract:TheeffectsofpulsecurrenttreatmentonsolidifiedstructureofZA-27alloywerestudied.Theresultsshowthatthemorphologycanbeimprovedandthegrainstructurecanbefinedbyusingpulsecurrenttreatmentduringthesolidifiedprocessofthealloy.Thebasicreasonisthatthepulsepressure,produ
4、cedbythepulsecurrent,affectsthenucleationandgrowthofthealloy.Keywords:pulsecurrent;pulsepressure;solidifiedstructure;fine;nucleation1引言控制金属材料的凝固过程是提高传统材料性能和开发新材料的重要途径。凝固组织中晶粒尺寸减小或枝晶粒状化都可以使铸件的力学性能进一步提高。强迫对流和自然对流可引起枝晶破碎或熔断,在试验室和工业生产中有较多的方法来实现它,如运用图1试验装置电路示意电磁搅拌能获得较细的晶粒或粒
5、状凝固组织;在凝固1.上电极2.合金液3.石英砂型4.下电极期间振动也能引起类似的机械作用使晶粒细化。Fig.1Schematicdrawingofthetestsetting目前此方面的新技术是用电流细化凝固组织1.upperelectrode2.alloyliquid(Misra),通过给熔融的金属液通以电流(直到完全3.silicasandmold4.downelectrode凝固),在电场作用下,基体组织得到改善。Nakada电阻炉内加热熔化,合金液体过热100e,并保温[1,2]等研究了脉冲放电对15Sn-Pb凝固组织的变
6、质10min左右。液体开始凝固时向试样施加不同强度作用,发现脉冲放电可使初生相由枝晶变成粒状晶。的脉冲电流,直至完全凝固。试样尺寸为<32mm@[3-6]我国学者也对此项技术进行了许多研究,取得100mm。用尼康EPIPHOT-300型光学显微镜观察了很好的结果。作者分析了脉冲电流对ZA-27合显微组织和实测枝晶参数。金凝固组织的影响。3试验结果2试验条件及方法3.1脉冲放电处理后ZA-27合金的凝固组织自制的试验装置见图1。将ZA-27锌合金放入表1为脉冲放电处理的试验参数。图2为脉冲收稿日期:2002-04-18;修订日期:20
7、02-06-26放电处理前后ZA-27合金的凝固组织。作者简介:陆琼晔(1978-),女,江苏南通人,硕士研究生。由图2a可见,未进行脉冲处理的试样中,树枝#12#陆琼晔,等:脉冲电流对ZA-27合金凝固组织的影响晶异常发达。随脉冲电容量的增大,树枝晶逐步得表1电容脉冲放电处理参数到细化。当电容量达到一定程度后,部分树枝晶被Tab.1Theparameterofpulsecurrenttreatmentwithelectriccapacity合金编号电容量/LF脉冲频率/Hz脉冲放电电压/V3-1未经脉冲处理3-25000.1350
8、3-310000.13503-415000.13503-515000.2350破碎。图2d、e的电容量为1500LF,但脉冲放电频(a)3-1率不同,从试样的显微组织比较,图2e树枝晶被破碎的程度较明显。3.2脉冲放电对枝晶形貌的影响
