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氧化物弥散强化钢(Oxide dispersion strengthening简称ODS钢)是一种新兴的高温强度,抗辐照性能和耐腐蚀性俱佳的核工业用钢。传统粉末冶金的生产方式在成本及生产效率上的问题较为突出,因此提出了铸造法生产ODS钢的新思路,即:使用惰性气体将纳米粒子喷吹送入钢液→利用高频电磁振荡所产生的空化效应防止纳米粒子的团聚→电磁搅拌的方式使纳米粒子均匀分布。本文基于上述的技术思路对所涉及的反应器内气液两相流行为、不同模式磁场下金属液的流动及气泡行为做了以下几方面研究:1.采用水模拟的方法研究了底吹氩气时水气泡产生过程、气泡直径、运动轨迹、运动速度与吹气量的关系,在本实验条件下捕捉到气泡产生的两个过程,在吹气孔直径为0.3～1.5 mm,吹气量在20～120 ml/min范围内气泡直径随吹气量和吹气孔的增大而增大;本实验条件下气泡的终端速度uT约为250 mm/s,且uT随气泡直径的增大先减小后趋于平稳;在20 ml/min吹气量下液态金属中吹气位置正上方液面正下方范围内为向上最大为30 mm/min的正速度气泡驱动流,在近壁面位置多为最大为-20 mm/min向下的负速度回流;侧孔吹气时吹气量增加到80 ml/min及120 ml/min时金属液流动结构发生改变。2.研究了在行波、旋转及调制行波和旋转磁场下液态金属内的流动情况及磁场参数对金属液流动的影响。实验结果表明:励磁电流I=100～300 A,频率f=2～8Hz的行波磁场条件下,在靠近磁场的壁面位置形成与磁场运动方向相同的流动,在容器的中心位置产生与壁面位置相反的回流,且在300 A/8 Hz的参数下金属液流动最为强烈;I=50～100 A,f=4～8 Hz的旋转磁场下,金属液轴向上形成两个结构类似方向相反的二次流,且强度随电流频率的增加而增强;调制磁场作用下金属液的流动得到了加强,调制行波磁场下,100 A/2 Hz条件下Tm=10 s时流动最为强烈,200 A及2/4 Hz条件下流动强度不随Tm发生变化;观察到调制旋转磁场在75 A及4 Hz的条件下旋转漩涡深度被抑制。3.研究了行波磁场或旋转磁场叠加底吹氩气时金属液的流动行为,实验结果显示:在参数分别为100 A/8 Hz及20 ml/min的行波磁场与底吹气叠加时金属液内部的流动得到加强,当施加向上、向下交互搅拌的磁场时r/R=0.56位置处会出现流动方向频繁转换的现象;在50 A/2 Hz及75 A/4 Hz与20 ml/min的旋转磁场与底吹气参数叠加时金属液流动为加强的二次流结构,75 A/4 Hz的磁场参数叠加80 ml/min的吹气量时流动结构发生改变,为二次流与气泡驱动流的叠加模式。