基于小润湿角下脉冲磁场的凝固形核模型

陈国军¹，张永杰^1,2，杨院生³，赫冀成¹

1. 东北大学材料电磁过程教育部重点实验室2. 宝钢集团中央研究院能源与环境研究所3. 中国科学院金属研究所

摘 要：基于Ma形核模型,理论分析了异质形核基底小润湿角下脉冲磁场金属凝固的异质形核过程,建立了凝固形核模型.考察脉冲磁场磁感应强度对金属凝固临界形核半径及临界形核过冷度的影响.结果表明:该模型中体系Gibbs自由能与异质形核基底形状系数无关.在低过冷度金属凝固条件下,当脉冲磁场磁压力功与金属熔体固液自由能差在同一数量级时,脉冲磁场可有效减小凝固形核的临界半径;在大过冷度(大于20℃)金属凝固条件下,脉冲磁场对金属凝固临界形核半径的影响可忽略.金属凝固异质形核基底粒径较大时,临界形核过冷度随脉冲磁场磁感应强度增大而有效减小.

关键词：晶粒细化;异质形核;脉冲磁场;小润湿角;临界形核半径;临界形核过冷度;