钢的半固态电磁搅拌力场与组织转变

高军芳¹，毛卫民¹，杨卯生¹，赵爱民¹，钟雪友¹

(1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;
2.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古,呼和浩特,010062)

摘要:利用自制的高熔点半固态电磁搅拌装置对60Si2Mn钢半固态电磁搅拌力场及它对组织转变的影响进行了理论分析和实验研究.结果表明:电磁搅拌功率和频率直接影响电磁搅拌力,进而对金属熔体的流动形态有明显的影响.在一定频率范围内,搅拌功率加大,搅拌力随之增加;当搅拌功率达到一定值时(5 kW),继续加大搅拌功率将导致搅拌装置发热并恶化60Si2Mn钢半固态组织的转变效果.适宜的频率范围为20～50 Hz.如果频率太高,屏蔽和钢熔体粘滞效应增大,将导致搅拌力下降;频率太低,涡漩电流减小,同样导致搅拌力下降.电磁搅拌力作用下的金属熔体流动形态由一个集中的大漩涡和较多的小漩涡构成.这种流动形态在宏观上可促使钢液的温度场和浓度场均匀化;微观上增加局部紊流密度,促使枝晶组织向球状组织转变.

关键词:半固态钢; 电磁搅拌; 组织转变;

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