金属熔体超声细化处理技术及其应用.pdfVIP

学兔兔 Oct．2015 VOI．64 N0．10 ·1013· 金属熔体超声细化处理技术及其应用 刘 欢，龚文邦，高辉武，张 云 (武汉纺织大学机械工程与自动化学院，湖北武汉430073) 摘要：简述了超声波技术的基础理论与基本原理，重点分析了影响金属熔体超声细化效果的主要因素。通过实例探 讨了超声波处理对金属熔体凝固后性能的改变，并对其发展应用前景进行了展望。 关键词：超声波；金属熔体；凝固；晶粒细化 中图分类号：TG156．96 文献标识码：A 文章编号：1001—4977(2015)10—1013—04 Ultrasonic Refinement of Metal Melt and Its Application LIU Huan，GONG Wen—bang，GAO Hui—wu，ZHANG Yun (School ofMechanical Engineering and Automation，Wuhan Textile University，Wuhan 430073，Hubei，China) Abstract：This paper describes the basic theory and basic principles of ultrasound technology,and the main factors that affect the ultrasonic refinement of the metal melt are analyzed．By way of example，the properties change after ultrasonic treatment on molten metal solidification was discussed,and ultrasonic refinement of development and application were prospected． Key words：ultrasonic；metal melt；solidification；grain refinement 超声波是指频率超过人耳听觉上限 (20 kHz)的 正相位液体分子受到挤压，密度变大；负相位受到撕 声波，其频率高、波长短，具有优良的方向性和束射 裂，密度减小，此区域液体分子不断稀疏，密度不断 性，属于机械振动的范畴，可用来进行信息的传递， 降低，分子问的平均距离会随着超声波的增强接近并 也可以用于传播能量。超声波的应用已经十分广泛， 超过其保持稳定的临界分子距离，变得越来越不稳定， 主要有超声检测、超声处理、超声清洗、基础应用研 当超声波振幅达到一定程度时，液体介质就会发生撕 究等，将超声波应用于金属熔体的组织细化领域主要 裂，从而产生大量细小气泡。随着时间的增加，小气 是利用超声波的空化作用和声流效应，它在改善合金 泡不断长大，气泡内的压力会在某一时刻达到最大而 凝固组织、细化晶粒、消除铸造缺陷方面具有显著的 导致气泡破裂，分裂后形成的小气泡又继续重复生长 效果，因而广泛应用于冶金行业【”。超声波处理金属熔 与破裂过程。小气泡在崩溃瞬间会产生高达上万个大 体技术已成为继异质形核技术、温度控制处理技术、 气压的压强，从而对附近的液体产生剧烈的冲击作用， 物理场处理技术之后金属凝固控制领域的热点和挖掘 达到搅拌效果，这就是超声波的空化作用[3-6]。在超声 金属材料潜能的主要途径。 波高频率带动下，这看似简单、短时的局部小范围作 用下，不断冲击附近区域，它对整个金属熔体也会产 1 超声处理对金属熔体凝固的