功率超声对纯铝的细晶机制及作用区域研究

蒋日鹏   李晓谦   刘荣光   张立华
（中南大学机电工程学院）

摘  要   采用恒定的超声功率、频率和施振深度，在不同温度区间对铝熔体施加超声振动，探讨功率超声对工业纯铝熔体形核、晶体成长的影响及其作用机制。结果表明，经超声处理的铸锭，凝固组织显著细化，晶粒尺寸为77～405 μm，平均抗拉强度纵向提高22.3%，横向提高20.5%，平均屈服强度纵向提高18.4%，横向提高17.5%，平均伸长率纵向提高30.7%，横向降低18.4%。超声空化效应对产生大量晶核、形成等轴晶组织起决定性作用。声流效应能阻止晶体长大、促进晶粒均匀分布、细化组织，但对晶核生成影响较小。当增大施振温度区间时，空化效应得到了充分发挥，结合声流搅拌作用，凝固组织细化程度提高。根据铸锭凝固组织，研究了功率超声的作用区域，发现选择合理的施振温度有利于工业纯铝的超声铸造。

关键词   功率超声；工业纯铝；凝固组织；空化；声流

刊  期   2008年第28卷第7期