最佳结构研究

特别是汽车和航空航天工业，使用特殊合金制成的部件，必须满足不断增长的质量规格。需要更薄的，即更轻的铸件。有时它们必须同时变得更复杂或更大，并且仍然要承受不断增加的负荷。合金的稳定性和承载能力主要取决于其显微组织。金属合金凝固过程中的磁场流动决定了熔体中热量和材料的传递，从而决定了合金的形核和晶粒长大。因此，理想的，即均匀的细晶粒组织要求铸件的凝固控制。

德国研究科学家（DFG）在德累斯顿 - Rossendorf的德累斯顿研究中心德累斯顿技术大学设立了一个名为“冶金，晶体增长和电化学的电磁控制”的协作研究中心德累斯顿和图·贝格阿加姆菲利贝尔的材料研究，以研究材料加工中的优化技术研究专为量身定制的磁场。应用程序潜力是巨大的。几乎所有工业金属都是从金属熔体获得的。在此，在可控性和不存在接触方面的优点也用于研究流动结构对金属合金凝固过程的影响。188金宝搏的网址

FZD的科学家正在与TU德累斯顿一起进行子项目，其中它们在旋转磁场（RMF）的影响下使用引线和铝 - 硅合金进行凝固实验（图1示出了装置的图）。目的是通过具有几乎具有几乎球形晶体的细粒分子结构获得材料，也称为球茎。通常，许多合金的形态由柱状树枝状颗粒主导。作为以球脂蛋白形式固化的材料表现出明显更好的机械特性，可以通过熔融浴中的磁力流动防止树突的生长。在已经受到的RMF流动的基础上，FZD的科学家在受控凝固过程中检查了复杂的物理现象，以便能够详细阐述铸造应用的最佳搅拌策略[4-6]。

在凝固过程中凝固过程中RMF引起的流动结构的详细见解是由Tu Dresden的航空工程研究所的子项目中进行的数值模拟给出。从凝固过程中的流动结构分析中获得的基本发现及其对熔体中的热量和质量转移的影响将直接用于Tu Bergakademie Freiberg铸造研究所的另一个子项目中，并转移到真正的铸件用于铝和镁合金。

该实验表明，给定恒定的冷却条件，球型结构体积的比例直接取决于电磁驱动流的类型和强度，并且可以通过磁场参数的限定设置来控制。例如，在电磁搅拌后在微观结构中检测到不同的晶粒细化（图2和3）。然而，同时观察到不希望的流动特异性分离。因此，德累斯顿科学家正在寻找一种特定的流动模式，其导致细粒度的球状结构，但不是相相组分的任何分离。

来自数值模拟的结果表明，磁场幅度的受控调制可以产生合适的流动模式，其显着降低了偏析程度。这被认为是开发用于优化磁场参数幅度和频率的时间函数的概念的基础，该概念和在凝固实验中检查的频率。这种方法已经带来了第一个明确的成功[1,2]。

为了更好地理解凝固前沿流场与凝固组织特征之间的关系，进一步发展了超声多普勒技术，并将其应用于金属熔体。使用该技术，可以首次测量液相凝固过程中的流动速度[7.]。

宏观检查凝固金属缸已经显示出由RMF的影响引起的明显差异，或者通过磁场的时间或空间变化可以将柱状形态改变为柱状态形态（图4）。5厘米厚和6cm高样品缸的交叉和纵向截面的微观分析能够定量分析晶粒尺寸，相分布，以及比例体积的球型结构（图5）。为了获得样本的整个表面的高分辨率图像，Rossendorf科学家使用高性能图像录制软件徕卡拉斯电源马赛克与徕卡DM6000 M自动化研究显微镜联合（图6）。以每分钟约400帧的速率自动扫描抛光金属部分，并且在完整的相机分辨率下产生完整的图像。