脉冲电流作用下金属凝固研究现状评述.pdfVIP

Sep．2007 VoI．56 No．9 ·905 · 脉冲电流作用下金属凝固研究现状评述 马建宏，高玉来，李 杰，翟启杰 (上海大学材料科学与工程学院，上海 200072) 摘要：脉冲电流作用于金属材料的凝固过程已逐渐发展为一种新的细化金属凝固组织的技术。作者从脉冲电流的施加 方式、凝固材料选择、电流参数选择和机理探讨四个方面综述 了脉冲 电流细化金属凝固组织的研究状况，并阐述其研 究的新进展。最后就脉冲电流细化金属凝固组织的研究趋势进行了展望。 关键词：脉冲电流；凝固组织；晶粒细化 中图分类号：TG244+．3 文献标识码：A 文章编号：1001～4977 (2007)09—0905—04 OverviewoftthneRReesseeaarrcchh~SSttaattuussOonnMMeettaaIISOolidification UndertheElectricCurrentPulse MAJian-hong，GAOYu-lai，LIJie，ZHAIQi-jie (SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China) Abstract：Theapplicationofelectriccurrentpulse (ECP)jnmetaIsolidificationhasincreasingly becomeanew typeoftechniqueformicrostructurerefinementofmetals．Thispaperdescribesthe investigation statusofthe effectofECP onrefining metaIsolidification microstructurefrom four aspects，i．e．，exertingmodeofelectriccurrentpulse，materiaIselection，choiceoftheelectriccurrent parametersandmechanism discussion．Besides，anew achievementandanexpectationhadbeen madeofthestudiesofECP inmetaIsOlid币catiOnmicrostructure． Keywords：electriccurrentpulse；solidificationstructure；microstructurerefinement 在材料科学领域里，控制金属的凝固过程以细化金 属凝固组织是提高铸件性能的重要途径之一．在已有的 研究中，控制金属凝固过程以细化凝固组织的方法主要 有两类：一是物理细化法，如低温浇注、电磁搅拌、机 械振动、超声波细化等；二是化学细化法，如添加形核 剂和长大抑制剂等。上世纪80年代，印度学者Misra~lJ 用一个低密度的直流电场 ( 50mA／cm ，30V)作用 于Pb．SbSn合金-【2]和铸铁13]的凝固过程，结果发现金属 凝固组织发生显著改变。其后，Nakada[4]等人首次将脉 (a)未处理 (b)处理 冲电流施加到sn_Pb合金的凝固过程，发现金属凝固组 图1 脉冲电流对Sn-15wt％Pb合金凝固组织的影响 织可由粗大的树枝晶转变为近球状的细小晶粒，凝固组 Fig．1EffectofelectriccurrentpulseonthemicrostructureofSn-15wt％Pballoy 织获得较大改善 (图1问)。此外 ，在金属凝固过程中施 内在规律，并获得优化参数从而改善金属凝固组织。 加脉冲电流还具有单次能量高、能量利用率高、对材料