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超声波对金属凝固组织的作用

 1.超声波对纯金属凝固组织的作用

Eskin用超声波处理高纯铝,处理后使晶粒度从3.1增加到37.5,拉伸强度从54MPa提高到 70MPa,硬度从HB17.2提高到HB19.7,同时延伸率也得到了改善。Abramov和Gurevich使用超声波处理具有不同点阵结构的纯金 属,结果表明超声波处理能使具有不同点阵结构的金属晶粒细化,力学性能提高。

2.超声振动对低熔点合金凝固组织的作 用

Eskin等人采用10kW的超声波对铝合金的凝固过程进行了较为深入的研究。试验表明,纯铝经过超声波处理, 拉伸强度可以提高6-10%,而含有微量元素的铝经过超声波处理拉伸强度却可以提高20-25%。在连续铸造中,用超声波处理Al-Si合金,也取得了良 好的效果,对初生Si相的细化作用十分显著。

李英龙等人研究了全过程和结晶前超声波处理对Al-Si合金组织和性能的影响 。实验结 果表明,声强为3.5W/㎝2的全过程超声波处理使共晶Si相显著细化,断裂并呈粒状分布,断裂处有局部熔化现象,棱角变钝。而以同样的声强结晶前超声波 处理虽然也能使共晶硅细化,但其仍呈针片状分布,晶粒没有断裂现象。

赵忠兴等人采用底部导入方式对铝合金进行超声波处理。经超声波处 理的合金组织得到明显细化,树枝晶被打碎,形成均匀的等轴晶或粒状晶组织。

原始铝合金 (b) 经过超声波处理的铝合金

赵忠兴等人采用底部导入方式对铝合金进行超声波处理。经超声波处理的合金组织得到明显细化,树枝晶被打碎,形成均匀的等轴晶或粒状晶组织。

3.超声波振动对钢和铁凝固组织的作用

超声波处理对钢和铸铁的细化效果也是十分明显的。研究表明,普通碳钢中含碳量越高,超声波处 理的效果就越明显。对st40钢进行变质和超声振动的联合处理试验,不仅得到了晶粒细化的珠光体组织,而且铁素体网也被打碎。超声波处理使W18工具钢中 碳化物偏析明显减轻,微观组织得到细化,共晶体碳化物也得到细化。

Abramov研究了超声波处理对钢力学性能的影响。对于铸态亚共 析碳钢,超声波处理后强度提高20-30%,塑性提高了30-40%;而过共析钢经超声波处理后,屈服强度提高了75%,同时塑性也有增加。经过超声波处 理的铁素体和奥氏体钢无论是在室温还是在工作温度下,强度和塑性同时得到了改善。 

[来源:原创] [作者:国创电气] [日期:10-03-01]
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