【正文】 入。不但工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用了包晶轉(zhuǎn)變來改變材料的性能 ,而且近幾年對于某些鐵磁材料、超導(dǎo)材料、形狀記憶材料及耐高溫材料等功能材料的研究和開發(fā)也涉及到了包晶反應(yīng) ,可見人們對包晶型合金的研究興趣日益增加。在銅和銅合金中加入少量鐵 。利用這一點(diǎn)設(shè)法在熔體內(nèi)首先形成大量的固相質(zhì)點(diǎn) ,包晶產(chǎn)物就在這些質(zhì)點(diǎn)表面形核長大 ,可以達(dá)到細(xì)化目的。在實(shí)際的二元合金系中 ,經(jīng)常碰到包晶轉(zhuǎn)變。 本課題是電磁攪拌細(xì)化 ZnCu 合金機(jī)理研究。包晶凝固是十分重要的相變過程，一系列包晶合金以其特殊的性能為人們所關(guān)注，凝固過程中形成的相和微觀結(jié)構(gòu)對這些材料的最終性能具有非常重要的影響。具體地說，攪拌器激發(fā)的交變磁場滲透到鑄坯的鋼水內(nèi)，就在其中感應(yīng)起電流，該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌鱿嗷プ饔卯a(chǎn)生電磁力，電磁力是體積力，作用在鋼水體積元上，從而能推動鋼水運(yùn)動。鑄造調(diào)研報(bào)告 第一篇：鑄造調(diào)研報(bào)告 大連交通大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）調(diào)研報(bào)告 調(diào)研報(bào)告 電磁攪拌利用電磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)熔體的攪拌，熔煉時使溫度和成分均勻、連鑄時控制凝固過程的工藝。實(shí)質(zhì)是借助在鑄坯液相穴中感生的電磁力，強(qiáng)化鋼水的運(yùn)動。 包晶反應(yīng)是液相與一種或多種晶體相反應(yīng)生成另一種晶體相的相變過程。在改進(jìn)現(xiàn)有材料性能的過程中，人們對深入理解包晶凝固理論提出了更高的要求。 二元包晶合金的凝固過程一般均涉及到連續(xù)的包晶或與共晶的復(fù)合相變。由包晶轉(zhuǎn)變機(jī)理可知 ,包 晶產(chǎn)物是依附在初生相表面形核長大的。工業(yè)生產(chǎn)中通常在鋁和鋁合金中加入少量的鈦 。或在鎂和鎂合金中加入少量鋯 ,都是利用包晶轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)達(dá)到細(xì)化晶粒的目的的。目前關(guān)于二元包晶合金的研究主要有以下 3 個方面 :包 晶凝固的形核機(jī)理、包晶轉(zhuǎn)變中的相競爭與選擇以及某些具有液相不混溶間隙包晶合金的研究。值得指出的是 :對于單相和共晶凝固微觀組織 ,目前已具有十分深入的理論分析和相當(dāng)精確、定量的數(shù)學(xué)模型 ,而對于包晶反應(yīng)的研究仍然不夠系統(tǒng) ,包晶反應(yīng)中的某些相和微觀結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律仍存在一定的爭議 ,包晶凝固微觀組織的形成規(guī)律長期以來僅限于定性的描述。在已發(fā)表的二元包晶合金的文獻(xiàn)中 ,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)研究其液態(tài)結(jié)構(gòu)方面的文獻(xiàn)。同樣 ,對液態(tài)而言 ,固態(tài)是其母態(tài) ,液態(tài)是在對固態(tài)辯證否定的基礎(chǔ)上形成的 ,因此液態(tài)中也必然保留了固態(tài) 1 大連交通大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）調(diào)研報(bào)告 的有益成分。研究液態(tài)和固態(tài)之間的遺傳性 ,是一個既有挑戰(zhàn)性又有重大意義的課題。合金的成形工藝及鑄造工藝將日臻完善，可以期待壓力下成形并與一定的熱處理工藝相結(jié)合，使性能大幅度提高。為了適應(yīng)合金的進(jìn)一步深入研究，其基礎(chǔ)理論的深入研究指日可待，合金的不平衡相圖，合金化理論，沉淀析出理論研究將更加獨(dú)立、系統(tǒng)地進(jìn)行。我國鋅銅資源豐富，蘊(yùn)藏量居世界前列，立足國內(nèi)富有資源，大力發(fā)展 ZnCu 包晶合金的研究和應(yīng)用，具有重大經(jīng)濟(jì)意義。李雙明 [1]等綜述了包晶合金定向凝固中包晶相的形核與生長機(jī)制，討論了利用最高界面生長溫度假設(shè)以及成分過冷和充分形核判據(jù)下包晶合金的微觀組織與相選擇規(guī)律，對包晶相的 3 種生長機(jī)制進(jìn)行了分析，并在 SnCu 包晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其包晶反應(yīng)不僅存在于凝固界面處，在后續(xù)冷卻過程中也能進(jìn)行，最后針對國內(nèi)外包晶合金定向凝固 研究的現(xiàn)狀，提出了其需要進(jìn)一步研究的問題。研究中大仙，隨著凝固速度的提高，低速的胞狀生長有向高速條件下的有序?qū)悠M織轉(zhuǎn)變的趨勢，并在 3200μ m/s 以及 6400μ m/s 的高速凝固條件下 %Cu合金中獲得了典型的兩相層片狀生長組織 ,其組 織形貌與較低速度條件下形成的列狀胞晶組織有顯著差異。結(jié)合共晶凝固層片間距計(jì)算的相關(guān)理論模型對這種凝固組織的層片間距進(jìn)行了分析 ,發(fā)現(xiàn)基于亞穩(wěn)相圖的共晶層片間距模型可以對實(shí)驗(yàn)中觀察到的兩相層片間距給出較好描述。著重討論了生長速度和液相強(qiáng)制對流對 ZnCu 包晶定向凝固組織的影響。強(qiáng)制對流使得一次枝晶發(fā)生分叉和偏轉(zhuǎn)。包晶反應(yīng)的存在 ,使得枝晶的尖端和 2 大連交通大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）調(diào)研報(bào)告 二次枝晶熔解 ,造成了固相中 枝晶和初生枝晶的差別。利用 X 射線衍射儀及透射電鏡對層片狀組織進(jìn)行了相組成的分析 ,并結(jié)合計(jì)算亞穩(wěn)相圖對該組織的相及組織形成規(guī)律進(jìn)行了分析 ,結(jié)果表明在快速凝固條件下 Zn2%Cu包晶合金中實(shí)現(xiàn)共生生長是可能的。 42)μ m3/2 林鑫 [6]等利用 5kw連續(xù)波 CO:激光器對 Zn一 2%Cu包晶合金進(jìn)行了表面決速熔凝實(shí)驗(yàn)研究 ,掃描速率從 6mm/s至 1207mms/隨著凝固速率的提高 ,該合金微觀組織形態(tài)由低速平界面向?qū)悠瑺罱M織、淺胞晶直至高速絕對穩(wěn)定平界面轉(zhuǎn)變 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,該合金 微觀組織演化規(guī)律與利用林鑫等的數(shù)值模型和 JacksonHunt的共晶模型相結(jié)合所得到的界面響應(yīng)函數(shù)作出的預(yù)測結(jié)果吻合較好。之間存在 5477= 的關(guān)系 ,與低速胞晶組織相比較有顯著差異 。 吳建春 [8]等對采用不同冷卻速度、不同散熱條件的鑄型得到的 包晶合金的微觀組織進(jìn)行了研究。在具有定向溫度梯度的鑄錠中 ,得到了定向的ε相枝晶 +η相基體和定向的層片狀 (ε +η )組織 。 在連續(xù)鑄鋼發(fā)展初期，鐵制造者們已認(rèn)識到鋼液的凝固及鑄坯質(zhì)量受液相穴鋼液的運(yùn)動和諸如對流、傳熱、收縮等基本物理現(xiàn)象的影響。 電磁攪拌裝置 (ElectroMagicStirring)英語縮寫為 EMS。 弭光寶 [9]等采用同心三螺旋線流動性測試裝置，通過對比試驗(yàn)的方法，獲得了不同澆注溫度條件下未經(jīng)電磁攪拌處理經(jīng)電磁攪拌處理及電磁攪拌后再保溫處理的鋁合金流動指數(shù)和凝固組織，進(jìn)而探討了電磁攪拌對合金熔體結(jié)構(gòu)的影響。 田戰(zhàn)峰 [10]等采用自行開發(fā)的電磁攪拌器 ,研究了多種不同電磁攪拌方式，在不同工藝條件下，單獨(dú)施加或復(fù)合施加對 Alsi7Mg 合金微觀組織的影響。單一施加無芯感應(yīng)電磁攪拌， 當(dāng)攪拌電流較小時，徑向組織也不均勻 ,增大電流漿料質(zhì)量有明顯改善。 戰(zhàn)國鋒 [11]等通過試驗(yàn)研究了電磁攪拌對高溫合金 GH3030 鑄坯的凝固組織及凝固過程中溶質(zhì)分布的影響。沒有電磁攪拌的情況下，鑄坯的宏觀偏析和微觀偏析都比較嚴(yán)重。 楊必成 [12]等研究了不同電磁攪拌頻率和不同冷卻速度對MgAl9Si 合金凝固組織的影響，比較了攪拌和不攪拌兩種工藝下得到的不同組織。此外，電磁攪拌還能促進(jìn)凝固過程中 Mg2Si 相的形核。在電磁攪拌頻率為 200Hz 和冷卻速率較低的條件下 ,攪拌的功率越大，半固態(tài) AZ91D 鎂合金組織中的球狀初生固相越多，晶粒也越細(xì)小，在電磁攪拌條件下， AZ91D鎂合金熔體的激烈流動導(dǎo)致較為均勻的溫度場和溶質(zhì)場、更加劇烈的溫度起伏 ,促進(jìn)了半固態(tài) AZ91D 鎂合金球狀組織的形成，半固態(tài)重熔加熱使半固態(tài) AZ91D 鎂合金坯料初生固相的形態(tài)發(fā)生進(jìn)一步的球化。 4 大連交通大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）調(diào)研報(bào)告 結(jié)果表明：電磁攪拌可以獲得非枝晶的初生奧氏體。在較高固相分?jǐn)?shù)的條件下攪拌，初生奧氏體固相顆粒有粘連現(xiàn)象。這些不同位向的顆