脉冲电流作用下金属定向凝固界面形貌演化及其影响机制研究

在金属熔体凝固过程中施加电流能够显著改善凝固组织和铸件性能，但是其影响机理尚缺乏统一认识。本项目在课题组前期脉冲电流细化凝固组织形核的影响机制研究基础上，通过大管套小管的定向凝固新方法和旋转刚玉管方法，建立无自然对流、有自然对流、有搅拌等不同的实验条件，系统研究脉冲电流对扩散生长和对流生长模式时晶体生长过程、固液界面形貌、稳定性和凝固组织的影响，并分析脉冲电流对试样中溶质分布、有效分凝系数的影响。最后利用传统定向凝固界面稳定性的M-S理论和电流在熔体中各种效应的基本理论，从热力学和动力学角度分析脉冲电流对定向凝固过程中晶体生长的影响机理，建立脉冲电流作用下定向凝固试样中溶质分布、有效分凝系数和界面稳定性的物理或数学模型。从而揭示脉冲电流对凝固过程中晶体生长的影响机制，为利用脉冲电流改善凝固组织的参数选择和工艺制定提供理论指导，并为开发脉冲电流定向凝固新技术奠定基础。