本文以Al-Si合金和Al-5wt%Cu合金为研究对象。分别研究了:电流在一般凝固条件下和定向凝固条件下对合金的凝固行为的影响;旋转磁场作用下Al-5wt%Cu合金的凝固行为和交互场(旋转磁场+方波脉冲电场)对合金凝固的影响。并且从不同角度分别探讨了他们的作用机理。 以Al-5wt%Cu合金为研究重点。实验表明:在未加旋转磁场的空冷试样的凝固组织为大的发达的树枝晶组织。导入旋转磁场后,组织呈现有向等轴晶发展的趋势。 磁场强度的不同,所得到的凝固组织也不同。当磁场强度较小,组织相对于原样粗大,但已不再表现出树枝晶。而且显示出的短柱状晶相对原样粗而短。已表现出向等轴晶发展的趋势。当磁场强度增加到100V时,横向组织已显示为排列整齐的柱状晶和等轴晶。纵向的柱状晶已经破碎或接近破碎,而且变得明显细小。 旋转磁场的导入会在金属液体内部产生电磁力,进而在液体内部产生电磁搅拌,在搅拌过程中,由于温度起伏、成分起伏和曲率起伏,曲率大的枝晶侧臂根部产生较大的曲率过冷度,有可能导致枝晶的熔断。细化晶粒,改变晶粒形貌。 在非定向凝固条件下,脉冲电流的导入改变了合金的凝固组织和结晶温度,并且不同的电参数影响效果不同,基本的趋势是树枝晶消失或近似消失,变为梅花状晶、颗粒状的等轴晶、短柱状晶。但存在一个对组织影响最为明显的电参数。 在定向凝固的条件下,脉冲电流对Al-5wt%Cu合金凝固组织的影响不仅改变柱状晶的的大小,形貌和一次枝晶间距,还使柱状晶的取向发生改变。脉冲电流的频率对固/液界面形貌的影响呈现多样性,反映了固/液界面形貌与外界干扰的非线性机制,并且,在合适电参数时,组织和枝晶间距都非常细小,排列致密。实验还发现枝晶根部熔断现象非常明显。