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一种控制金属凝固前沿颗粒行为的新方法技术

技术编号:823811 阅读:198 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种控制金属凝固前沿颗粒行为的新方法。在金属凝固过程中通过施加电磁力,改变凝固前沿颗粒受力平衡,从而达到控制颗粒行为的目的。本发明专利技术通过一个由电极[1][6]、电磁铁[4][16]、耐热绝缘容器[2]、热顶材料[7]、冷却管[5]、电热材料[14]、隔热材料[15]、隔离材料[12]、保温材料[3]组成的电磁场下定向凝固装置来实现。通过本发明专利技术:可以控制夹杂物颗粒不进入凝固金属;可以控制增强相颗粒以及初晶相颗粒均匀或者呈梯度或函数分布于金属中。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
金属凝固过程中,凝固界面前沿颗粒的行为对金属性能产生深远的影响。例如,在金属铸件凝固过程中,液相熔体中非金属夹杂物颗粒如果被凝固界面所吞没,则非金属夹杂物将永久进入金属铸件中,在使用过程中,夹杂物的存在将导致裂纹的形成或者降低表面质量,因此对金属铸件或材料造成极为不利的后果;而在金属基复合材料的铸造法制备过程中,由于表面张力及物理性能差异等,增强相颗粒常被凝固界面所推斥,因而颗粒分布于凝固末端,金属基体中增强相颗粒分布便极不均匀,使复合材料的性能急剧降低。此外,在许多合金的凝固过程中,析出的初晶相颗粒经常被凝固界面推斥,使初晶相颗粒分布于晶界或凝固末端,导致宏观偏析的产生,使合金材料性能受到极大的影响。所有这些材料的制备过程中,关键在于控制颗粒的行为,然而,到目前为止,尚未提出一种切实可行的控制颗粒行为的方法。在凝固界面前沿,颗粒受到两种类型力的作用一种为拖曳力,它倾向于使颗粒被凝固界面吞没;一种为推斥力,它倾向于使颗粒被凝固界面推斥。这两种力任一种取得优势,则颗粒朝该种力趋势发展。因此在凝固过程中,对凝固界而前沿的颗粒施加一个可控的外力的作用,来改变颗粒的受力平衡,进而使颗粒固有的被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制金属凝固界面前沿颗粒行为的新方法,其特征是在凝固过程中施加电磁力,使凝固前沿颗粒受力平衡发生改变,因而其被凝固界面推斥或吞没的行为也将发生改变,最终影响颗粒在凝固金属中的分布状况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:钟云波任忠鸣
申请(专利权)人:上海大学
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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