Перемешивание расплава в процессе затвердевания для эффективной фрагментации зерна с использованием импульсных электромагнитных полей

Д. Кёппен, Э. Бааке, Г. Мровка-Новотник, D. Кoррен, E. Baake, G. Mrywka-Nowotnik

Аннотация


В статье описаны результаты экспериментального исследования, демонстрирующие и объяс­няющие эффект фрагментации зерна, вызванного импульсным резонансным электромагнитным пе­ремешиванием. В эксперименте расплав 6082 из алюминиевого сплава был направленно отвержден под воздействием непрерывного и импульсного приложения переменного магнитного поля (AMF). Частота приложенного импульсного поля (PMF) соответствовала низкочастотной циркуляции расплава и вызывала резонансное увеличение импульсной составляющей скорости расплава. Струк­тура образцов с электромагнитным перемешиванием сравнивалась со структурой, отвержденной в отсутствие магнитного поля. Был отмечен сильный эффект фрагментации (уменьшение средне­го размера зерна на 51% по сравнению с затвердеванием в естественных условиях) для случая резо­нансного электромагнитного перемешивания. Кроме того, для анализа влияния потока, возникаю­щего вследствие резонансного перемешивания, наблюдалось образование границы раздела «твердое тело-жидкость» и макрокристаллоидной структуры во время затвердевания непрерывно и им- пульсно перемешиваемого расплава с применением нового метода нейтронной радиографии. Резуль­таты подтвердили сильное влияние импульсной составляющей скорости на тепловые условия во время затвердевания и, следовательно, структуру металла.

Ключевые слова


расплав; электромагнитное перемешивание; затвердевание; фрагментация зерна; визуализация процесса; нейтронная радиография

Полный текст:

PDF

Литература


C. Vives, J. Cryst. Growth, 76—1 (1986), 170—184.

K.A. Radjai and K. Miwa, Melt. Mat. Mater. Trans. A., 31A (2000), 755—762.

P.A. Nikrityuk, et al., Int. J. Heat and Mass Transfer, 49 (2006), 1501—1511.

L. Hachianik, et al., Int. J. of Heat and Mass Transfer, 85 (2015), 438—454.

T. Campanella, et al. Metall. Mater. Trans. A35—10 (2004), 3201—3210.

D. Musaeva, et al., Magnetohydrodynamics, 53—3 (2017), 583—593.

A.S. Tremsin, et al., Sci. Rep., 7 (2017), 46275.

D. Musaeva, et al. Materials Science Forum: Materials Engineering and Technologies for Production and Processing II, 870 (2016), 471—476.

E.H. Lehmann, et al., Nondestructive Testing and Evaluation, 16:2—6 (2001), 191—202.

B. Chalmers Principles of Solidification. — John Wiley & Sons, Inc., New York, London, Sydney, 1967.

D.A. Musaeva, et al. St. Petersburg Polytechnical University J.: Physics and Mathematics, 2 (2016), 193—200.

M. Kirpo, et al. Magnetohydrodynamics, vol. 42 (2006), No. 2-3, pp. 207-218.

A. Umbrashko, Heat and mass transfer in electromagnetically driven recirculated turbulent flows: PhD thesis (Physics)/Andrejs Umbrashko. Riga (2010), 108 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2019-6-66-69

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share