超声致镁合金熔体凝固行为与熔体电阻率变化的相关性研究

超声场处理金属熔体时的空化、声流或机械力学效应，具有凝固组织细化、抑制枝晶生长和促进等轴晶形成、以及促进析出相细化和弥散化等效果。这些效果可导致熔体微观结构的变化，进而影响降温过程中的形核和长大等凝固行为，而熔体微观结构变化在宏观上表现为合金熔体物理性质的变化。为探索超声处理对镁合金凝固行为的影响规律与机理，本研究将通过专门设计的适合于镁合金熔体电导率测试与数据采集的装置系统，研究超声预处理条件和超声凝固技术条件对不同Mg-X(X=Al，Zn，Ca，RE和Sn)二元镁合金熔体电阻率的影响规律，并通过凝固组织观察，构建超声场作用下镁合金熔体电阻率和凝固组织变化与超声处理条件之间的关系，并结合热力学模型和凝固相变与传热分析，探索并揭示超声处理对镁合金微观结构、凝固行为与组织变化效果影响的热力学机理,并为深入理解电磁与超声组合场的耦合关系奠定基础。

设计制造了可以实现超声处理对熔体电阻影响连续实时精确测量、数据存储与显示的测量系统；首次发现了超声处理对熔体电阻的影响存在瞬时变化值△R和持久变化值△r，并表明了持久变化是超声处理对熔体结构的影响，这是超声处理可以实现熔体组织细化的根本原因；明确了超声处理条件及其交互作用对反映超声声流效应的△R和反映超声对熔体结构影响的△r的影响规律；详细考察了熔体结构变化对超声处理功率的敏感性；详细考察了超声处理所致的熔体结构改变的有效性与稳定性以及超声条件的影响规律。