交流磁场对铝合金电弧增材制造铝合金的组织性能影响

为了提高铝合金电弧增材制造微观组织和力学性能,采用纵向交流磁场对铝合金电弧增材制造各向性能影响的研究,以铝硅焊丝作为填充材料,在不同励磁电压下进行单道单层和单道多层沉积试验。结果表明:随着励磁电压的增加,沉积试样的截面孔隙率逐渐降低,当励磁电压达到7.5 V时,焊缝截面孔隙率逐渐提升。在交流磁场的作用下,沉积层的微观组织发生改变,在沉积层的部分区域生长的较细柱状晶粒和等轴晶粒明显增多,横向抗拉强度和纵向抗拉强度相比于无磁场下的分别提升了11.6%和9.6%,拉伸断口处有较多的气孔并且都是从气孔处断裂。交流磁场能明显改善铝合金在电弧增材制造过程中的孔隙率、微观组织和力学性能。

交流磁场下7075铝合金液相线和固相线温度变化

在7075铝合金凝固过程中施加频率为50Hz的交流磁场,磁场强度的变化范围为0 06T,0 09T,0 12T·运用双电桥法分别测定了上述凝固过程的电阻 温度曲线,确定了合金在不同磁场条件下凝固的液相线和固相线温度·实验结果表明:在交流磁场中凝固的合金,其液相线和固相线温度均明显提高,并且结晶温度间隔变小,磁场强度越大,这种变化越明显·与未加磁场的合金相比,经交变磁场处理后的合金,其液相线温度上升了7 5～12 5℃,固相线温度升高了10～20℃·交流磁场作用改变了固液界面前沿液相中的原子团簇向固相跳动时所需克服的势垒,最终导致合金熔点的改变·

交流磁场对Al-11.4％Cu合金液相线、固相线温度的影响

通过测试和分析Al-11.4%Cu合金在交流磁场中凝固的电阻,确定了合金液相线和固相线温度以及结晶区间。试验结果表明,在不同磁感应强度的交流磁场作用下,Al-11.4%Cu合金的液相线和固相线温度均有所提高,结晶温度间隔变小,磁场强度越大,这种变化的幅度越大。

交流磁场对7075铝合金中溶质分布的影响

在7075铝合金凝固过程中施加磁场强度为0.06T、频率为30Hz的交流磁场,研究了交流磁场对溶质元素的晶内含量、宏观偏析的影响。从微观角度探讨了磁场对溶质分布的作用机制。实验结果表明:与未施加磁场的凝固试样相比,经过交流磁场处理后,7075铝合金中Zn、Mg、Cu等3种溶质元素的晶内含量均得到显著增加。同时,交流磁场能有效抑制这3种溶质元素的宏观偏析,在交流磁场作用下,试样的偏析率明显减小。

交流磁场检测中激发频率与提离的影响分析

交流磁场检测是近年来电磁无损检测的重要进展之一,具有非接触、不需标定、检测速度快和适应性好等优点,在材料检测中具有广阔的应用前景。在检测过程中,激发频率的选取以及提离高度是影响信号分辨率的重要因素,以ANSYS软件系统为工具,建立了缺陷ACFM数值仿真模型,分析了信号对频率和提离高度的影响,结果显示ACFM方法更适合检测磁性材料。

横向交流磁场频率对堆焊金属组织及性能的影响

在镍基堆焊合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流脉冲磁场,研究了横向交流脉冲磁场频率对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,系统分析了不同脉冲磁场频率作用下堆焊试样的硬度、耐磨性及组织.结果表明,外加横向交流脉冲磁场可以有效改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒,在适当的脉冲磁场频率作用下,可以获得最佳的电磁搅拌效果,增加堆焊层金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.

交流磁场下居里温度的测量

本文报道了一种测量永磁材料居里温度的新方法。实验表明了交流弱磁场下测量材料的磁化率x随温度T的变化。利用x在Tc(居里温度)的突变来确定Tc的方法测量精度较高,样品制备简便,成本低。

表面裂纹的无损评价——交流磁场测量法

准确测定缺陷的尺寸，对带缺陷结构寿命评估具有十分重要的意义。交流磁场测量法是近年来兴起的一种评价表面缺陷的无损检测方法，它不但能完成缺陷的定性定量，而且具有非接触的优点，广泛用于结构的在役检测。

定向凝固中行波磁场和高频交流磁场的复合磁场模拟计算

利用ANSYS平台的开发环境,在ANSYS自有的APDL参数化功能和电磁场理论知识的基础上,结合定向凝固过程中的复合电磁场特点,提出了求解频率相差多个数量级的复合电磁场的方法,以及后处理中求复合电磁场平均值的方法,实现了复合电磁场的模拟计算。后处理结果分析表明,复合电磁场的磁通密度为单一行波磁场的磁通密度与单一高频交变磁场的磁通密度的矢量和,复合磁场产生的洛伦兹力要远大于各种频率的单频率场的线性叠加。

交流磁场对埃林瓦合金内耗及负ΔG效应的影响

研究交流磁场对弥散硬化埃林瓦合金内耗 Q^(-1)和负 △G 效应的影响。结果表明:在交流磁场作用下,这种合金存在负 △G效应,而且与磁弹性效应密切相关。合金的内耗 Q^(-1)明显地取决于振动振幅 A,表明这种内耗主要来源于磁-力滞后损耗。在Q^(-1)-A 曲线上出现极小值是 γ′相质点对畴壁产生钉扎作用的结果。与直流磁场相比,交流磁场作用下的 H_((△G/G)min)小于直流磁场作用下的 H_((△G/G)min),但交流磁场作用下的|(△G/G)min|大于直流磁场作用下的|(△G/G)min|。

外加交流磁场对AZ31+1%Ce+1%Sb镁合金TIG焊的影响

采用组织分析和性能检测的方法,研究了外加纵向交流磁场对镁合金TIG焊电弧形态及焊缝质量的影响。结果表明:交流纵向磁场可促使焊接电弧周期性旋转,有利于焊缝成形。磁场的电磁搅拌作用使得焊缝晶粒细化和组织均匀细小,焊接接头的焊缝区和热影响区显微硬度均高于母材,抗拉强度为220MPa,达到母材的88%,断裂发生在焊缝区,属于剪切断裂。

交流磁场对M-BTC材料电化学氮还原(NRR)性能的影响

本文采用水热法合成了四种MOFs催化剂,分别通过XRD、SEM及IR表征了催化剂的组成和微观结构,进而研究了催化剂的NRR活性,最后探究了交流磁场对催化剂NRR活性的影响及作用机制.结果表明:四种催化剂中,Fe-BTC在-0.376 V(vs.RHE)和80℃时具有最高的氨产率和法拉第效率,分别为3.63×10^(-10) mol s^(1) cm^(-2)和0.31%;在恒电位下,当交流磁场的强度为4.355 mT,频率为50 kHz时,催化剂的氨产率和法拉第效率最大,分别为3.61×10^(-9) mol s^(-1) cm^(-2)和5.67%,比无磁场时分别提高约10倍和18倍,这种增效一方面源于交流磁场增加了N_(2)在Fe-BTC表面的吸附量,另一方面,交流磁场产生的感应电动势与电场本身的电势的叠加作用,为NRR反应提供了额外能量所致.

液固两相交流磁场流化床特性的研究

研究了含有铁颗粒的液固流化床在交流磁场中的流化特性 ,考察了磁场强度对床膨胀比和带出速度的影响。应用这种磁场流化床对工业废液中含量较低的重金属离子进行了回收 ,取得了较好效果。

交流磁场对AZ31镁合金凝固组织和压缩性能的影响

对AZ31镁合金凝固过程施加交流磁场,研究不同的交流电压和模具温度对AZ31镁合金凝固组织和压缩性能的影响。结果表明：交流磁场可以有效细化AZ31镁合金的凝固组织;当模具温度一定,交流电压在0~250 V范围内增加,AZ31镁合金的初生枝晶形貌出现先细化后粗化的现象;当交流电压一定,模具温度在20~600℃范围内增加,合金的晶粒尺寸也先减小后增大。交流磁场明显提高合金的压缩性能,当浇注温度720℃,交流电压200 V,模具温度200℃时,合金的抗压强度为251.59 MPa,压缩率为28.78%,与未磁场处理的合金相比,抗压强度、压缩率分别提高了26.33%、34.98%。

交流磁场下镁合金热处理实验研究

研究了交流磁场作用下镁合金AZ91D热处理过程中组织和性能的变化规律。结果表明:与未加磁场时相比,合金的显微组织发生了明显变化,其力学性能也得以改善;初步讨论了交流磁场对镁合金组织、固溶度、力学性能的作用机理。

热镀锌中频交流磁场封流温度场模拟

利用ANSYS软件对中频交流封流中锌液的温度分布进行了模拟,采用电磁-热耦合数值分析方法计算了锌液在频率为900,1200,1500Hz和电流密度为4×106,6×106,8×106A/m2条件下的温度分布,分析了锌液温度与电源频率、电流密度、通电时间的关系,结果表明,中频磁场封流过程中,锌液温度因涡流发热升高且分布不均匀,降低电流密度和频率会降低锌液最高和最低温度差和锌液的温升,但需要结合封住锌液的条件来实现中频磁场封流.

弱交流磁场下裸铜表面结晶特性研究

本文研究了环境温度恒定为25℃、相对湿度为49%、体积为0.01 mL的液滴在-20℃裸铜底板的冻结实验,发现在附加交流磁场强度分别为2.0×10^-3、2.5×10^-3、3.0×10^-3、3.5×10^-3、4.0×10^-3、4.5×10^-3、5.0×10^-3、5.5×10^-3、6.0×10^-3 T的作用下,液滴结晶过冷度增大,最大过冷度提高了2.08℃;但附加磁场会减小成核驱动力;相比无磁场情况下,液滴冷凝时间减少,凝结粒径相比无磁场下较小。通过对在相同温湿度下自然对流条件的冷铜底板结霜可视化研究发现,由于附加磁场使极性水分子有序的在底板排列,较无磁场下液滴结晶过程熵增更小,在宏观上呈现液滴有序排列。此外,实验发现在0~6×10^-3 T的磁场强度范围,随着磁场强度的增大,平板单位面积结霜量减小,单位面积结霜量与交流磁场强度有较高的相关性,得到了拟合关系式。

交流磁场辅助铜-钢TIG填丝焊接头组织和力学性能

通过添加纵向交流磁场,以HS201纯铜焊丝为填充金属,对厚度均为2 mm的T2紫铜和Q235钢板进行TIG对接实验,研究添加磁场时的接头成形、组织结构及力学性能。结果表明:添加磁场后的焊缝表面成形良好。最佳工艺参数为:当焊接电流I E=95 A,焊接速率v=95 mm/min,磁场频率f=25-35 Hz,磁场电流I=0.4-0.6 A,接头力学性能较好,其抗拉强度最高为223.5 MPa,相比无磁场提高了44.5%。铜-钢TIG焊接头主要分为钢侧热影响区、熔合区、焊缝区和铜侧热影响区。添加交流磁场后,钢侧热影响区中的铁素体形态由大块状变为针状和侧板条状;焊缝区组织由胞状晶转变为细密均匀的胞状树枝晶;铜侧热影响区组织明显细化。添加磁场后,接头熔合区和焊缝区的相的种类未发生变化,均由(α-Fe)+(ε-Cu)组成;熔合区的溶质偏析现象得到改善,其(α-Fe)+(ε-Cu)颗粒由粗大的弥散分布状态转变为细小的聚集分布状态;焊缝区组织细化,且其均匀性明显提高,使得接头熔合区与焊缝区的硬度梯度相对减小。

纵向交流磁场塞曼原子吸收光谱仪的研制

研制了一种采用50Hz半波调制的纵向交流磁场塞曼原子吸收光谱仪,自行设计的一个16mm长的横向加热石墨炉,置于22mm宽的磁铁气隙中,电磁铁的磁感应强度可在0～1.0T范围连续可调,在0.8T时消耗功率为2.7kVA。当在一中间和最大磁场下测量时分析曲线的动态范围可扩展10倍。本仪器采用了一台PC/AT微机作实时数据处理和部分自动控制。实验结果表明本仪器可校正吸光度高达2.0的背景吸收。测试了13个元素的特征量、相对灵敏度比和最大吸光度值,其峰值特征量与一般石墨炉相近,16mm的横向加热炉的峰面积特征量与28mm的massman石墨炉相比约高2.25倍。

一种矿热炉交流磁场流路径切向探测仪的理论与探究

针对矿热炉冶炼过程中电极端部位置、熔池液面等关键参数检测的问题,设计了1种交流磁场流路径切向探测仪。探测仪根据探头2次旋转过程中所测磁场分量分析磁场流路径切向,探头首先绕方位轴旋转180°,检测出磁场分量的最大值位置,然后在该位置绕俯仰轴转动180°,再次检测出磁场分量的最大值位置,最终在该位置通过指示棒即可指示磁场流路径切向。测试结果表明,所设计的探测仪能正确判断出交流磁场流路径切向,探头转速可达到3r/min。