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在材料制备及现代冶金工程中,外加物理场控制方法具有广泛的应用前景,它是利用物理场与金属之间相互作用,来达到细化凝固组织、改善冶金质量、提高材料力学性能的目的。物理场细晶技术是一种名副其实的绿色处理方法,它极具优越性,操作简便且无污染。脉冲磁场技术在这个领域的应用研究还处在起步阶段,本文对脉冲磁场作用下纯铝和Al-23%Si合金的凝固组织做了初步研究。不同于以往的单纯的根据固、液相状态进行区分是否施加脉冲磁场。本实验将凝固过程更细地划分为液态时期、形核初期、晶粒生长期、凝固末期,在这些阶段分别施加磁场,探索脉冲磁场最佳的作用温度区间。为脉冲磁场作用下的金属凝固行为的研究提供支持。通过对脉冲磁场作用下纯铝凝固组织和性能的研究可知:液态期施加脉冲磁场对纯铝凝固组织影响不明显。形核期施加脉冲磁场对纯铝的凝固组织有一定的细化作用。凝固阶段施加脉冲磁场的细化效果最好。在一定的放电频率下,放电电压越大,脉冲磁场对纯铝组织的细化效果越好。在650-630℃施加脉冲磁场时,放电电压为2kV、3kV、4kV时,放电间隔20s时的细化效果优于放电间隔40s的情况,当放电电压为5kV,放电间隔40s的细化效果更好,此时,磁场的热效应使细化的晶粒有所长大。经过脉冲磁场处理的试样的硬度值比未经脉冲磁场处理的硬度显著提高,其中,凝固阶段施加磁场的试样硬度值最高。通过对脉冲磁场作用下Al-23%Si合金凝固组织和性能的研究可知:未经任何处理的Al-23%Si合金凝固组织边部初晶硅粗大,呈长条状,而且分布不均匀。在脉冲磁场的作用下,初晶Si变得细小,由条状向小块状转变,而且随着放电电压的增大,初晶Si越来越细小且分布越均匀。凝固初期施加脉冲磁场对Al-23%Si合金凝固组织的细化效果明显要好于在凝固中期晶粒生长时施加脉冲磁场。凝固后期施加脉冲磁场对初晶Si的细化效果最好,能将长条状的初晶Si细化为块状,但未能改善组织的偏聚现象。总之,要想发挥脉冲磁场对Al-23%Si合金的最佳细化效果,使初晶Si细小且分布均匀,就必须从孕育期到凝固结束持续施加脉冲磁场。经脉冲磁场处理的试样的硬度明显要比未经脉冲磁场处理的大。同一温度区间,随着施加脉冲磁场放电电压的增大,试样的硬度值也增大。