079-28 脉冲电流及脉冲磁致振荡金属凝固组织细化技术

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所属分类:新材料项目

079-28  脉冲电流及脉冲磁致振荡金属凝固组织细化技术

【成果概况】:金属凝固组织直接影响金属的力学性能、化学性能和工艺性能,细化金属凝固组织一直是冶金和材料工作者极为重要的任务。细化金属凝固组织不仅可以提高材料的力学性能,而且可以改善成分及组织的不均匀性、减小缩孔和疏松、减小热裂倾向,改善材料的后续加工性能。随着人们环境理念的提升,对材料和环境均没有污染、低耗高效的金属凝固组织细化技术成为研究和应用的热点。上海大学先进凝固技术中心长期致力于金属凝固过程及细晶技术研究,在脉冲物理场凝固细晶技术研究领域处于国际领先水平。本技术提供的脉冲电流凝固细晶技术和脉冲磁致振荡凝固细晶技术可十分显著地细化各种金属材料的铸态组织,对环境和铸锭(坯)均无污染,现场应用方便,成本低,并有效改善成分偏析、杂质富集,减小热裂倾向,减小缩孔和疏松,是金属凝固组织细化的理想的更新换代技术。本团队拥有这两项技术的完全知识产权。

一、脉冲电流凝固细晶技术

脉冲电流凝固细晶技术是在金属凝固过程中将一定参数的脉冲电流导入金属液中,从而细化金属的凝固组织。这项技术国际上研究了二十余年,但是对其作用的机理和条件一直没有搞清楚,因此一直没有应用于生产实践。本团队经过八年的努力,揭示了脉冲电流细化金属凝固组织的机制,摸清了脉冲电流细化金属凝固组织的关键因素,从而形成了具有自主知识产权的专利技术。在实验室研究的基础上,先后进行了3.7吨轴承钢及13吨模具钢工业试验,低倍组织显著改善,取得了理想的效果。

二、脉冲磁致振荡凝固细晶技术

脉冲磁致振荡凝固细晶技术是在金属凝固过程中,在金属外部由脉冲电流通过线圈产生的脉冲磁场促进金属形核,并通过脉冲磁场引起的振荡形成结晶雨,从而细化金属凝固组织。该技术是本团队的原创性技术。与脉冲电流相比,其优点是不与金属液接触,但细化机理基本相同。与电磁搅拌相比,其细化机理根本不同,而其优点是效果显著,能耗低。

上海大学是国家重点大学,上海大学先进凝固技术中心隶属国家重点学科、省部共建国家重点实验室,拥有金属凝固领域一流的师资队伍和特色鲜明的研究装备,在国内外享有较高的声誉。本团队愿与企业合作,将上述技术应用于各种金属生产中,包括模铸、连铸、半连铸生产,以提高我国金属材料生产技术水平,提高企业经济效益。

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