旋转磁场驱使强迫流对Sn-Bi合金微观结构的影响

温晓莉¹，朱建华¹，高文帅¹，陈长乐¹，陈钊¹

(1.西北工业大学理学院陕西省凝聚态结构与性质重点实验室,西安,710072)

摘要:以Sn-Bi合金为研究对象,分析了旋转磁场对凝固组织的影响.发现旋转磁场能够消除宏观偏析、碎断枝晶和细化凝固组织,加快了熔体流动和固-液界面溶质的扩散速度,使共晶组织的层片间距变小及形成区域差别.同时,随着磁场旋转频率的增大,合金的生长形态经历了从枝晶→等轴晶→球状晶→枝晶的转变.枝晶碎断、生长形态的改变以及共晶组织层片间距变化的主要原因在于,旋转磁场加快了熔体流动,造成熔体中溶质场和温度场在分布上趋于均匀化.同时,电导率的不同造成了初生相与液体的相对运动.宏观偏析的消除是由于初生相同时受到重力、浮力和Lorentz力的合力作用的结果.分析了旋转磁场对凝固组织改变的物理机制.

关键词:Sn-Bi合金; 旋转磁场; 强迫流; 共晶层片间距;

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