功率超聲對Pb-Sn合金凝固行為的影響.pdf

1、功率超聲技術是以物理、機械、電子、材料等學科為基礎的高新技術,它是以超聲能量使物體或物性某些狀態(tài)發(fā)生變化,或者使這種改變的過程加快的一門應用技術.與常規(guī)處理技術比較,功率超聲處理技術具有許多特點,它常常能大幅度地提高處理速度和處理質量,完成一般技術所不能完成的工作.因此,功率超聲處理技術在現(xiàn)代工業(yè)、農業(yè)、國防和醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護等部門得到越來越廣泛地應用.在金屬凝固過程中施加功率超聲處理技術,是改善金屬凝固組織、提高材料機械性能的最有效

2、方法之一.在功率超聲作用下的熔融金屬凝固行為研究中,作者首先進行了超聲處理實驗系統(tǒng)的設計、計算,確定了變幅桿的材質和尺寸,分析了功率超聲作用下熔體的聲場特性和熱效應,研究了功率超聲對5%Pb-Sn合金凝固過程的影響.試驗結果表明:在Pb-Sn合金凝固過程中導入功率超聲,不僅顯著細化了初生β相,使之均勻分布在基體上,而且細化了共晶組織(α+β).超聲功率從200W提高到600W時,細化程度明顯.該文從金屬凝固過程的熱力學和動力學角度初步探

3、討了功率超聲的細化機理.當超聲導入金屬熔體后,凝固條件被改變,熔體中產生的空化泡將以極高的速度閉合或崩潰,從而在熔體內部局部微小區(qū)域產生瞬時高溫、高壓和強烈的沖擊波.強烈的沖擊波會擊碎初生晶體,使之成為破碎的晶核,在聲流的攪拌作用下,又使其彌散地分布于熔池中,相當于增加了外來核心,因而使晶粒得到細化.空化效應產生的高溫和枝晶的溫升使枝晶熔斷,也增加了形核率,從而增加了晶粒數(shù)目,減少了平均晶粒尺寸.另外,研究認為施振溫度過高和過低都會明顯