一、Modeling and Measurements of Heat Transfer Phenomena in Two-Phase PbSn Alloy Solidification in an External Magnetic Field（论文文献综述）
郑瀚森[1]（2021）在《高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究》文中指出层状复合材料保持了单一组元材料的优点且克服了各自组元材料的不足,具有更优异的综合性能和广泛的工业应用前景。近年来,轨道交通、航空航天、国防军工等领域制动系统轻量化日趋迫切,开发结构功能一体化、短流程低成本制备技术,研制高强耐磨层状铝基复合材料制动部件,实现以铝代钢,具有重要的理论意义和应用价值。本论文以有工程应用背景的制动毂为研究对象,设计了外层耐磨层为SiCp/A357铝基复合材料、内层为7050高强铝合金材料的PAMC/Al层状复合材料制动毂;建立了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合流变铸造仿真模型;采用模拟仿真与实验研究相结合的方法,发展了高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻成型新技术;研究了工艺参数对组织与性能的影响规律,揭示了异种材料固液复合机理,实现了层状复合材料的固液复合,制备了结构功能一体化的高强耐磨层状铝基复合材料铸件。本文的主要研究结果如下:（1）通过模拟仿真与实验验证,研究了流变模锻工艺参数对7050高强铝合金铸件成型性与缺陷的影响。研究表明:铸造热节存在于制动毂轮辐和轮辋交界处,浇铸温度升高、成型比压降低和模具温度升高均会使热节存在时间上升;优化后的流变工艺参数为浇铸温度660℃、成型比压100 MPa、模具温度200℃,7050铝合金制动毂铸件成型良好,无缩孔缩松缺陷。（2）研究了电磁均匀化熔体处理及微合金化对7050高强铝合金流变模锻制动毂铸件组织与性能的影响。研究表明:对7050铝合金熔体施加电磁均匀化熔体处理及0.15 wt.%Sc微合金化处理后,流变模锻7050高强铝合金制动毂铸件组织明显细化,力学性能显着提升,与普通液态模锻相比,平均晶粒尺寸从136.9 μm降低至42.7 μm,抗拉强度由559MPa提升至597MPa,屈服强度由464MPa提升至518MPa,延伸率由6.1%提升至13.7%。（3）通过模拟仿真与实验研究,优化了耐磨环的结构参数,研究了固液复合铸造工艺关键参数对固液结合界面的影响,揭示了实现良好界面结合的规律:确保熔体与耐磨环表面润湿,耐磨环表面需产生一定程度的重熔并与熔体产生熔合结合,且熔合结合处液相共晶区尽量窄。本文实验条件下获得良好界面结合的工艺为:采用化学法去除表面氧化层,耐磨环结构参数为厚度5 mm、高度60 mm,耐磨环预热温度为200℃,加压前等待时间10 s。（4）分析表征了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液结合界面的组织形貌、元素分布、相组成及其力学性能。结果表明,固液界面耐磨环表层组织由细晶区、球化区和枝晶区构成;固液界面SiCp/A357铝基复合材料层存在约250 μm厚的过渡层,界面处存在大量T相和Mg2Si相;T6热处理后固液界面处T相消失生成了新相W相;经过T6热处理后,固液界面处维氏硬度从121.5 HV提升至172.0 HV,界面剪切强度由83.3 MPa提升至124.6 MPa,相比铸态提高了约50%。（5）在上述研究基础上制备了外径470 mm、高度120 mm的大型PAMC/Al层状复合材料制动毂铸件。铸件组织呈细小等轴晶,宏观偏析程度较小,固液界面结合良好。铸件经T6热处理后的力学性能为:轮辋轴向抗拉强度582MPa,屈服强度512 MPa,延伸率7.9%;轮辐的径向抗拉强度590MPa,屈服强度530MPa,延伸率6.4%;轮辐的径向抗剪强度304 MPa。摩擦性能为:摩擦系数0.5776,磨损率3.99×10-7 cm3/（N.m）。台架试验验证结果良好,性能优异,具有较好的工业应用前景。
王均鹏[2]（2021）在《钛硅合金电磁分离及传热特性研究》文中提出高钛型高炉渣金属热还原制备高硅钛硅合金是处理炉渣堆积的比较具有潜力的方法,但制备的高硅钛硅合金存在应用范围窄、用量少等问题。为了拓宽其应用本文通过电磁定向凝固技术将高硅钛硅合金分离为硅相和钛硅合金,而凝固过程中熔体的对流扩散与温度分布对Ti-Si基合金中的初晶Si与Ti-Si合金的分离有重要的影响。故本文以Ti-89 wt.%Si合金熔体为电磁定向凝固的研究对象,以电磁场中的基本控制方程为基础,建立了合金熔体电磁定向凝固过程中电磁场-流场-热场耦合的二维轴对称有限元模型,采用COMSOL Multiphysics 5.4商业软件模拟了Ti-89 wt.%Si合金熔体电磁定向凝固过程。本文首先采用数值模拟研究了下拉速率（v）、功率（p）、电流频率（f）和坩埚尺寸（d）对硅相与合金分离的影响,研究结果发现:当下拉速率为10μm/s时,熔体的对流扩散能力较强,熔体成分分布更加均匀,且此时熔体的冷却速率最小,为晶体生长过程中凝固前沿吸收硅原子或者团簇提供了有利的条件。随着功率（p）从3.8kW增加至5.4kW,熔体表面中的回流现象减弱,当功率为5.4kW时,熔体的电磁搅拌作用最强,此时利于硅相的富集。当高频感应炉的输入频率从15k Hz增加到50k Hz,熔体在轴向旋转的速率降低,且由于集肤效应的影响,熔体中轴向向下的旋转流动转变为轴向向上与向下两个方向的旋转流动;当电流频率为15k Hz时,熔体中产生的电磁搅拌效果最好,熔体的平均流速达到最大,硅原子向凝固前沿富集,有利于初晶硅的形核与生长。随着坩埚尺寸（d）的增加,熔体中的流动速率增大,电磁搅拌效果改善,但与此同时,集肤效应也越明显,熔体中轴向旋转流动的模式发生改变。其次,结合实验对电磁分离过程进行了研究,实验结果表明,较大的下拉速率（v）不利于初晶硅的分离和富集,当下拉速率为50μm/s时,硅富集层中夹杂的Si+Ti Si2相逐渐增多,硅的富集效果减弱,含量降低至88.04%。随着功率（p）逐渐的提高,硅富集层中Ti-Si共晶合金相的数量略有减少;当功率为5.4kW时,硅富集层的硅含量达到95.84%,此时的富集效果最好。
周春晖[3]（2021）在《电磁悬浮电流对600兆帕级钢凝固组织的影响研究》文中提出与传统的平衡凝固相比,电磁悬浮凝固技术是一种具备良好动力学条件的真空精炼技术,能实现高熔点合金非平衡快速凝固,可产生超细化的微观组织结构材料。600兆帕级钢在连铸凝固过程中常出现一些质量缺陷,本研究从真空电磁悬浮机理出发,探索了电流对600兆帕级钢凝固组织的影响,为揭示电磁悬浮条件下金属及金属合金凝固组织演变规律提供参考。本研究采用理论、试验、模拟相结合的方法,重点开展了电磁悬浮电流对合金凝固组织的影响原理研究、电磁悬浮电流对600兆帕级钢悬浮控制条件影响模拟研究、不同悬浮条件对600兆帕级钢凝固组织影响试验等研究。主要研究结论如下:（1）电磁悬浮电流对合金凝固组织的影响原理研究表明:当金属试样处于强磁场内,由于悬浮原理金属试样会切割磁感线,产生感应电动势,在金属试样表面形成封闭的电流回路。同时感应磁场与感应电流之间产生电磁力,纵向上无旋分量提供了悬浮的作用,水平方向有旋分量产生驱动搅拌作用,达到悬浮和细化晶粒的目的。施加交流磁场后,由于磁场的作用使金属熔体形成强制对流,打碎先形成的枝晶,并把破碎的枝晶带到熔体的内部,使枝晶在熔体中均匀分布,增加了形核率,细化了晶粒。（2）电磁悬浮电流对600兆帕级钢悬浮控制条件影响模拟研究结果表明:由于趋肤效应的影响,温度场呈现由内而外逐渐减小的趋势,电磁搅拌产生焦耳热并使其均匀分布。当输入频率为定值时,输入电流大小与磁场大小成正比关系,磁场越大,涡流效应越强,产生的焦耳热越多。试样受到的频率为334 k Hz时,悬浮2 g左右的试样的最佳悬浮电流应为50 A左右。（3）电磁悬浮600兆帕级钢稳定试验表明:试样在悬浮过程中发震荡,掉落、粘贴试管壁等现象。当悬浮线圈内径为20 mm,外径为26 mm,悬浮线圈3匝,稳定线圈2匝,悬浮质量为2.66 g,气流量为1.0 L/min,600兆帕级钢悬浮稳定。（4）电流强度对600兆帕级钢凝固组织影响试验结果表明:不同电流强度导致试样表面产生不同的温度,不同温度对熔滴凝固组织产生不同的影响。当在悬浮时冷却气氛为100%H2,气体流量为2.0 L/min,电源频率334 k Hz、电流为50.8 A电磁悬浮下,通过高速摄像机拍摄及计算画面每秒传输帧数可知,600兆帕级钢熔滴在6.453 s时间内由固态熔化成液态,熔滴在15.938 s时间内由液态转变为固态。这表明600兆帕级钢熔滴熔化及凝固,初生枝晶生长速度很快,一方面是因为交变磁场产生的强制对流效果很强;另一方面,电磁悬浮产生的磁场必然伴随电磁搅拌,电磁搅拌会破碎发达枝晶,使晶粒尺寸明显减小,使熔滴内温度更加均匀,有利于控制凝固时凝固组织的均匀性。
张星[4]（2020）在《钢中马氏体相变行为的相场模拟研究》文中研究指明马氏体相作为钢中最重要的相之一,在很大程度上决定了钢的强韧性。因此,对于马氏体相变及其逆相变过程的控制是提高钢强韧性的重要手段。工业上一个普遍的做法是通过复杂的热处理过程等实现对钢中马氏体及残余奥氏体占比的调控,以达到改善钢的性能的目的。但这种复杂工艺下的马氏体相变及其逆相变行为往往伴随着复杂的微观组织演化过程,而目前的实验或理论手段很难对这种微观组织演化进行准确观察和预测。另一方面,相场模拟作为微观组织预测的有效手段已经在材料领域得到广泛的应用。然而,对于马氏体相变的相场模拟目前主要集中于马氏体相变的模拟实现、马氏体相变过程中的变体取向关系、形核因素和特定现象等,对于复杂工艺下的马氏体相变及其逆相变行为鲜有研究。采用相场模型对这种复杂组织演化过程的模拟有助于弥补实验和理论手段在微观尺度方面的不足,从热力学角度加深对相变行为和微观组织形貌形成的理解。本文在相场微弹性模型基础上,分别结合描述微观塑性流动的时变Ginzburg-Landau方程、多序参量的Allen-Cahn方程和Cahn-Hilliard方程,实现对复杂的马氏体相变及其逆相变行为的预测。采用有限元和有限差分方法对多组相场模型进行数值求解,在保证求解精度的同时提高求解效率。本文分别研究了Q&P工艺配分阶段的复杂马氏体相变行为、临界退火过程中的马氏体逆相变现象以及相变加载过程中的马氏体相变塑性,且模拟结果与已有实验结果或理论是一致的。具体的研究内容和结论包括:结合Fe-0.22C-1.58Mn-0.81Si（wt.%）钢马氏体相变动力学曲线,通过修正系数使相场微弹性模型实现对变温马氏体相转变量的预测并与实测值相近。由于碳元素在未转变奥氏体内部的累积增强了未转变奥氏体的稳定性,发现合金钢二次淬火后残余奥氏体含量高于直接淬火结果。同时发现二次淬火后奥氏体含量低于一次淬火后结果,这表明Fe-0.22C-1.58Mn-0.81Si（wt.%）钢配分80 s后碳元素的再分布行为并不能完全稳定未转变奥氏体。对比不同一次淬火冷却温度所对应的马氏体相变动力学模拟结果,存在一个最优化淬火冷却温度（约为290℃或300℃）可获得最多的残余奥氏体含量。在原有相场微弹性模型基础上耦合Cahn-Hilliard方程,并假设配分过程中的马氏体相变始终处于稳定状态实现对模型中真实和非真实两种时间尺度的统一,构建出可描述配分阶段等温相变行为和相应碳元素扩散的相场模型。研究发现界面迁移现象发生于配分阶段早期并呈现出马氏体逆相变行为,且不同配分温度下的界面迁移行为相似。由于一次淬火所形成的系统内部弹性应变能的非均匀分布,这种界面迁移是各向异性的。经过一定的孕育期以后,研究表明在化学和弹性驱动力的共同作用下等温马氏体将以切变型相变的方式生成。等温马氏体相变受配分温度影响显着,并导致不同配分温度下相变动力学曲线的明显差异。通过结合相场微弹性模型和多相场模型,实现对临界退火过程中切变型和扩散型逆相变微观组织演化的预测,模拟对象选用室温下为全马氏体组织的Fe-9.6Ni-7.1Mn（at.%）以排除残奥影响。研究发现切变型逆相变过程中600℃等温条件下在马氏体板条间具有针状逆变奥氏体生成,且在随后的扩散型相变中继续生长。扩散型相变过程中不同退火温度下均具有球状逆变奥氏体产生,这种球状奥氏体形核于大角原奥晶界并与邻近马氏体板条具有局部取向关系。随着演化进行,球状奥氏体将优先沿着原奥晶界的一侧生长。相场模型中引入合金影响系数描述不同合金元素对化学Gibbs自由能的贡献,同时考虑退火过程中Mn和Ni元素的扩散行为。结果证实针状奥氏体内合金元素富集程度很高,表明其相变过程可用以界面控制为主导的混合控制模式描述;球状奥氏体内合金元素富集程度很低,其相变过程可用以扩散控制为主导的混合控制模式描述。在扩散型相变后期,由于两类逆变奥氏体中合金元素富集的差异以及系统内部梯度能的影响,球状奥氏体将入侵针状奥氏体。这种入侵行为可以促使临界退火过程中形成晶粒细化现象。将一个时变Ginzburg-Landau形式方程耦合到相场微弹性模型,用于描述马氏体相变过程中的微观塑性流动行为,构建出弹塑性相场模型。利用该模型分别研究了单轴、双轴、剪切和轴向-剪切混合加载下的马氏体相变塑性行为。当载荷低于奥氏体屈服强度的一半时,单轴加载结果表明马氏体相变塑性系数与载荷大小和方向无关。若双轴加载的载荷差值等于单轴加载下的载荷值时,两种加载条件具有近似的变体择优取向和相变塑性行为。在相同的等效应力水平下,不同轴向-剪切混合加载组合可以得到相同的等效相变塑性应变水平。加载条件下马氏体相变具有变体择优取向行为,且这种择优取向性与外加载荷的大小和方向相关:加载方向决定了择优取向变体种类,载荷数值影响变体择优取向的程度。由于外加能量项对系统总自由能贡献的不同,轴向和剪切加载引起的变体择优取向规律是不同的,这也导致轴向-剪切混合加载过程中变体择优取向不具有规律性。Magee和GreenwoodJohnson机制共同作用于马氏体相变塑性行为,Magee机制起主导作用。
李晓芃[5]（2020）在《电磁搅拌2A14铝合金空心铸锭偏析行为研究》文中提出铝合金由于其低成本、高性能以及易于生产等特点,一直以来都在工业领域广泛应用。半连续铸造方法在生产高强铝合金铸锭方面具有重要地位。对于普通半连铸方法制备的高强铝合金铸锭往往存在着组织粗大、成分不均匀和热裂等缺陷,为改善铸锭产品质量,常常在半连铸过程中对熔体施加外场处理。环缝式电磁搅拌方法常用于制备高强铝合金铸锭。在实际生产中,常常采用空心铸锭来代替实心铸锭来通过一系列工艺流程加工成为大型环件,以提高环件的质量、节约加工成本。本文通过对比普通半连铸与电磁搅拌半连铸方法,建立普通半连铸与电磁搅拌半连铸2A14铝合金Φ730/Φ340mm大规格空心铸锭制备过程数学模型,通过数值模拟方法模拟半连铸过程中熔体内电磁场、温度场、液穴形貌与流场等宏观物理场,结果表明施加电磁搅拌处理后熔体内的感应磁场集中分布在铸锭外表面,并由铸锭外表面向内壁沿半径方向呈断崖式降低。熔体中产生的洛伦兹力在熔体中产生强制对流,施加电磁搅拌处理使整体温度场的均匀性有很大提升,同时也明显降低液穴深度。通过对普通半连铸与电磁搅拌半连铸铸锭的微观组织观察与成分分析,发现电磁搅拌处理后晶粒组织细化效果显着,平均晶粒尺寸由115μm减少至70 μm,晶粒等轴化更完全,铸锭内部晶粒尺寸分布更加均匀;在施加电磁搅拌处理后,非平衡共晶数量减少21%,尺寸明显减小,分布更加均匀;在施加电磁搅拌处理后,Cu元素微观偏析程度得到减轻,Cu元素在晶粒内固溶度增大,非平衡共晶相内浓度降低,凝固过程中Cu元素有效溶质分配系数增大;在普通半连铸与电磁搅拌半连铸中Cu元素宏观偏析规律相似,在铸锭中间偏向内壁区域和外壁位置出现负偏析,在中间位置和内壁位置出现正偏析。施加电磁搅拌处理后,铸锭中间位置正偏析与中间偏向内壁位置负偏析有所加重。电磁搅拌通过促进熔体内部散热,增加了凝固前沿冷却速度,从而提高熔体温度场与成分场均匀性,为晶粒形核提供更大的过冷度,增加形核质点,促进非均质形核的发生,有效增加形核率,晶粒组织得到显着细化,显着提高了 Cu元素在晶粒内的固溶度,微观偏析得到改善。
郭玲玉[6]（2020）在《脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响》文中进行了进一步梳理铁基非晶合金具有强度高、耐腐蚀性能好、软磁性能优异等特点,在电力电子行业应用广泛。如何通过外场作用改善铁基非晶合金的组织结构,从而提高其服役性能,是国内外的研究热点。脉冲激光表面处理技术具有加热冷却快、精度高、变形小、柔性好等优点,在铁基非晶合金表面改性方面具有着广阔的应用前景。本文采用了物理实验和数值模拟相结合的方法,研究了脉冲激光处理对铁基非晶合金表面形貌、微观结构和典型服役性能的影响规律。本文取得的主要结果如下:（1）分析了脉冲激光功率对Fe78Si9B13非晶合金表面形貌、组织结构以及非等温晶化行为的影响:①脉冲激光处理后的Fe78Si9B13非晶合金表面呈现为中间凹陷、两边凸起的冠状形貌。当脉冲激光功率从10 W增加至30 W时,激光处理斑点尺寸逐渐变大,同时形状变得不规整,且飞溅现象趋于明显。②不同功率脉冲激光处理后的Fe78Si9B13非晶合金均保有较高的非晶含量,其X射线衍射（XRD）图谱仍表现为典型的非晶漫散射峰。通过透射电镜（TEM）和小角X射线散射（SAXS）综合分析,发现Fe78Si9B13非晶合金表面形成了少量无序度更高的新非晶相;同时在热影响区有纳米晶析出,在功率为10 W和20 W时以a-Fe（Si）相为主,而在功率为30 W时a-Fe（Si）和Fe-B相均有析出。③发现脉冲激光处理后非晶合金的热稳定性增强、形核激活能和长大激活能均增加、形核指数降低,表明处理后非晶合金的晶化难度增加,这可归结为无序度更高的新非晶相的形成。特别是,在功率为20 W时非晶合金的晶化激活能最大。此外,Fe78Si9813非晶合金第一晶化峰的晶化机制分析表明,晶化过程的前半部分符合Johnson-Mehl-Avrami（JMA）模型,后半部分符合 Normal-Grain-Growth（NGG）模型。（2）分析了脉冲激光功率对Fe78Si9B13非晶合金耐腐蚀性和软磁性能的影响:①发现较低功率（10W和20W）脉冲激光处理时,Fe78Si9B13非晶合金的耐蚀性得到了显着改善,腐蚀电位分别提升了 0.02V和0.06 V;然而,当功率增加至30W时,其耐蚀性恶化,腐蚀电位降低了 0.06V。相对于原始样品,脉冲激光处理样品的点蚀电位都有所提升,分别提升了 0.04 V、0.12V和0.10V。脉冲激光处理前后非晶合金腐蚀性能的变化可归因于表面Si原子的分布状态,脉冲激光处理促进了 Si向非晶合金表面高能位点富集,使得表面Si含量较高,易形成稳定的SiO2钝化膜,在腐蚀过程中产生了积极影响;而在功率为30 W时,表面较多的飞溅液滴为腐蚀提供了更多的活性位点,导致其具有较高的腐蚀倾向。②发现不同功率脉冲激光处理均能显着改善Fe78Si9B13非晶合金的软磁性能。功率为20 W时,饱和磁化强度最高（提升了 4.7 emu/g）,这主要是由于非晶合金内部发生了 fcc团簇结构到bcc团簇结构的转变;当功率增加至30 W时,由于Fe-B相的析出,导致其饱和磁化强度略有降低。（3）建立了脉冲激光处理Fe78Si9BI3非晶合金的传热和流动耦合模型,研究了处理过程中的温度场、流场和压力场的瞬态分布规律,揭示了传热传质行为对表面形貌和组织结构的影响:①发现脉冲激光处理后Fe78Si9B13非晶合金表面呈现的冠状形貌主要归因于反冲压力和表面张力的综合作用。反冲压力促使熔池内熔体从中心向四周流动,使得内部下凹;而表面张力引起的马兰戈尼效应促使熔池边缘产生涡流,使得四周上凸。②发现熔体最大流动速度和最大压力随着脉冲激光功率的增加而增大,使得熔池逐渐失稳、产生飞溅现象。当功率为10 W时,无飞溅产生;而当功率增加至20 W和30 W时,熔池四周产生了大量飞溅,与实验结果相一致。③阐明了新非晶相形成的热力学条件,从固相线温度至晶化温度区间内,熔池表面冷却速率可达107 K/s量级。④解释了低功率时只有a-Fe（Si）相析出而高功率时a-Fe（Si）相和Fe-B相同时析出的现象。发现随着脉冲激光功率的增加,热影响区峰值温度增加,晶化温区范围随之增大,导致非晶合金具有更强的晶化敏感性。（4）分析了脉冲激光处理时外加磁场对Fe78Si9B13非晶合金结构和性能的影响:①发现外加磁场可以致使熔体飞溅,其原因是外加磁场与感应电流产生的洛伦兹力会导致液态金属内部产生扰动,增加了熔池内流体的流速。②与无磁场时类似,外加磁场未导致Fe78Si9B13非晶合金明显晶化,XRD图谱仍表现为典型的非晶漫散射峰;但是外加磁场增强了 Fe78Si9B13非晶合金的晶化敏感性,使得热影响区形成了更多的纳米晶。③外加磁场使得Fe78Si9B13非晶合金的热稳定性降低、晶化激活能降低,主要是由于外加磁场辅助作用促进了 a-Fe（Si）相的形核及长大。④外加磁场作用会降低Si原子向非晶合金表面高能位点富集,减弱SiO2膜形成,在一定程度上削弱其耐蚀性。⑤当外加磁场强度为514Gauss时,非晶合金的软磁性能可以得到改善,主要原因非晶合金内部发生了fcc团簇结构到bcc团簇结构的转变;但外加磁场强度较大时（1642 Gauss）,其饱和磁化强度有所降低,主要是由于随着a-Fe（Si）纳米晶的析出,残余非晶基体中的B含量过高,不利于饱和磁化强度的增加。
张炜薇[7]（2020）在《超导体的热稳定性及其力学响应研究》文中指出超导体因其优异的电磁性能,在能源、通讯、生物医学和交通运输等领域具有广阔的应用前景。然而,这类材料通常在低温、高磁场等极端环境下运行,其工程应用长期面临两项主要的挑战:一是超导体内的损耗将会引起其局部位置的温升,严重影响超导运行时的热稳定性;二是超导体的力学变形不仅影响其载流能力,而且可能会造成超导设备的力学失效以及破坏。因此,研究超导体的热稳定性行为和力学特性是确保各类超导设备安全稳定运行的基础。本论文结合超导运行的真实工况环境,基于理论分析和数值计算研究了超导体的热稳定性及其力学响应。首先,针对超导块体磁化过程中的磁通跳跃行为,研究了磁通跳跃期间超导块体的力学行为。通过建立MgB2圆柱形超导体一维电-磁-热-力模型,给出了其在外磁场动态加载过程中温度和电磁体力的变化规律,分析了磁通跳跃过程中超导块体内的应力和应变,结果表明应变跳跃和温度跳跃基本一致,而应力跳跃的峰值规律有所不同。此外,温度变化产生的热应变跳跃对总应变跳跃的贡献远大于电磁应力。其次,考虑到YBCO带材的终端电阻会改变堆叠带材内电流的分布,从而影响其失超行为。通过耦合电路方程、磁场方程和热传导方程,建立了四根堆叠带材的二维失超模型;分析了在不同的通电流方式、热源大小和位置下,终端电阻对堆叠带材失超行为的影响。研究了整个失超期间堆叠带材的力学响应。然后,研究了MgB2超导线圈从缠绕到冷却,以及洛伦兹力共同作用下的力学响应。对于经过热处理后缠绕的线圈,为了准确分析线圈的力学行为,需要考虑缠绕、冷却以及洛伦兹力产生的应力。计算结果表明:在缠绕过程中,芯轴材料会影响缠绕过程中线圈应力和应变。在冷却过程中产生的热应变在总应变中占主要部分,并且中间芯轴的材料以及尺寸会影响热应变;在低场条件下,洛伦兹力对线圈的力学变形贡献比较小。最后,结合细杆理论和二尺度法,推导了CICC导体中三元组间的接触力,并给出了三元组之间的紧缩电阻。将三元组间的接触简化为一系列的点接触,对Hertz接触和AF接触模型进行估算并假设微凸体与微凸体之间的接触为完全塑性变形,从而得到接触点的接触半径,结合接触力给出了三元组间紧缩电阻的值。数值结果表明,表面粗糙度和股线的材料属性都是影响紧缩电阻和膜电阻的关键因素。此外,CICC制备过程中的不同布线方式会影响紧缩电阻的大小。
马靓[8]（2020）在《连铸大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化研究》文中进行了进一步梳理结晶器电磁搅拌可以大幅改善结晶器区域的铸坯缺陷,提高产品质量。因此,对结晶器电磁搅拌器的研究可以更大程度的发挥出其在连铸生产中的作用。本文以某钢厂360mm×300mm连铸大方坯20CrNiMo低碳钢为研究对象,对常规结晶器电磁搅拌器进行结构改进,提出两种新型搅拌器。通过建立三维电磁场模型,利用数值模拟,研究了不同电磁参数（电流强度和电流频率）和搅拌器本体结构（分层旋转角度和铁芯偏斜角度）对连铸结晶器内磁场分布的影响。之后,将电磁力单向耦合到流场和温度场模型,得到了不同电磁参数和搅拌器本体结构下,结晶器内流场和温度场的分布,确定了较为合适的电磁参数和新型搅拌器本体结构。为了更清楚地阐释结晶器电磁搅拌对钢液初始凝固作用的微观机理,对上述大方坯凝固组织进行了数值模拟。研究结果表明:仅改变电磁参数时,三种结晶器电磁搅拌器产生的电磁力随着通入电流强度和电流频率的增大而增大;磁感应强度随着电流强度的增大而增大,但随着电流频率的增大而减小,符合集肤效应。三种搅拌器下弯月面的温度和流速都随着电流强度和电流频率的增加而提高,其中,斜极式搅拌器弯月面的温度最高、波动最大,分层式搅拌器温度最低、波动最小。三种搅拌器下钢液流速都随电流强度和电流频率的增加而增加,其中分层式搅拌器下的结晶器内存在多个回流区,流动最复杂。仅改变搅拌器本体结构时,随着分层旋转角度和铁芯偏斜角度的增加,结晶器内的电磁力和磁感应强度先没有明显变化,随后急剧下降。常规搅拌器和斜极式搅拌器在较低的电磁参数（1Hz/350A）下能够满足搅拌强度。随着分层旋转角度的增加,钢液热区范围先没有明显变化,随后热区范围扩大,温度升高;分层旋转0°和15°的搅拌器,结晶器内钢液流速明显大于分层旋转30°的搅拌器。随着铁芯偏斜角度的增加,钢液热区范围先减小,随后热区范围扩大,温度升高;铁芯偏斜30°的搅拌器,结晶器内流速出现明显下降。综上所述,斜极式结晶器电磁搅拌器搅拌能力最强,在电磁参数为1Hz/350A的情况下,铁芯偏斜15°搅拌器效果最好。铸坯在结晶器内的生长趋势为由铸坯外表面的激冷细晶区向内发展成为粗大的柱状晶,铸坯中心为等轴晶区。随着钢液过热度的增大,中心等轴晶区的范围不断减小,晶粒尺寸不断变大,可以对结晶器内的钢液实施在液相线温度附近的低温浇注来细化晶粒;随着体形核数量的增大,晶粒的数量增加,等轴晶更加细化,有利于提高铸坯的质量。
何云飞[9]（2019）在《过共晶铝硅熔体在电磁定向凝固过程中初晶硅的分离研究》文中研究说明铝硅熔剂精炼法提纯工业硅具有熔炼温度低,铝硅无金属间化合物,材料来源易得而被广泛关注。目前,国内外对该方法的研究主要集中在杂质元素的去除,关于初晶硅的分离并未得到系统研究。如何将精炼后的过共晶铝硅熔体中的初晶硅有效分离是限制该技术运用的瓶颈问题之一。本文采用交变电磁感应配合定向凝固技术将初晶硅从过共晶铝硅熔体中分离出来,其中涉及电磁、传热、流动、组分偏析、相变等复杂的物理化学过程,需要从理论和工艺上深入研究。研究对揭示电磁定向凝固技术分离硅基合金走向工业化运用提供了一些有用的实验参数和理论支撑。本文利用交变电磁感应炉结合定向凝固技术研究了工业硅精炼、铝硅熔体精炼及过共晶铝硅熔体电磁定向凝固三种方法提纯工业硅的效果,计算了P和B的有效分凝系数;通过控制定向凝固速率、方向、距离、换热条件和电流频率,考察了初晶硅从过共晶铝硅熔体中实现分离的条件。使用淬火实验固定定向凝固中间过程,揭示了初晶硅在电磁感应定向凝固条件下从过共晶铝硅熔体中实现分离的机理,提出了初晶硅富集区域硅的连续生长模型。通过添加锡对过共晶铝硅熔体进行初晶硅结晶温度范围的改性,改变了初晶硅的生长条件。实现了初晶硅的高效节能分离。利用COMSOL软件模拟研究,得到了熔体的流场、温度场及电磁场的分布,并通过实验现象进行了验证。使用XRD、ICP、SEM、TGA、EDS及OM等检测手段进行了分析检测。研究的主要内容和结论如下:1.研究了主要杂质元素Fe、Ti、Ca、B及P在工业硅、铝硅熔体及铝硅电磁感应定向凝固样品中的分凝行为。计算可得B和P在铝硅电磁精炼中的有效分凝系数为0.192和0.127。电磁搅拌强化了杂质的传输特性,使用铝硅体系进行精炼结合定向凝固后P和B的有效分凝系数显着降低至0.102和0.051,杂质元素的去除效果得到了明显强化。2.研究了不同条件下初晶硅从过共晶铝硅熔体中分离的影响。考察了保温方式、温度梯度、磁场频率、定向凝固速率对初晶硅分离的影响。研究表明,在电阻炉中,初晶硅实现分离需要定向凝固速率低于1μm/s,而在电磁感应炉中,当定向凝固速率低于120μm/s时初晶硅可以得到较好的生长。保温条件极大地影响初晶硅从过共晶铝硅熔体的分离效果,温度梯度越大,硅相从过共晶铝硅熔体的分离效果越好。相比较于30kHz,熔体在3kHz条件下能被有效搅拌,且在10μm/s定向凝固速率下,可以有效地将初晶硅从过共晶铝硅熔体中分离出来,初晶硅富集区域,硅含量接近90wt.%。3.揭示了初晶硅在电磁定向凝固条件下从过共晶铝硅熔体实现分离的机制,并从理论和实验现象进行验证。熔体在50、30和3kHz条件下的集肤深度分别为1.027、1.876和5.930mm,且集肤深度在熔体内呈现指数衰减,电磁力主要集中在熔体的表层,不能深入铝硅熔体内,电磁力表现为震荡向内的力。4.提出了硅相连续生长模型,并通过实验进行验证。通过实验和模拟,对过共晶铝硅熔体在交变电磁感应条件下初晶硅的生长进行了研究,发现熔体在3kHz条件下的最大流动速度为0.92cm/s。硅富集区域的形成主要是初晶硅发生了ostwal熟化和准ostwald熟化,初晶硅在竖直方向上的最大生长速度为120μm/s。5.研究了过共晶铝硅熔体在电磁定向凝固条件下,不同定向凝固速率及初始硅含量对分离效果的影响。在3kHz条件下,当定向凝固速率由10μm/s提升至100μm/s时,硅相富集区域硅含量由接近90wt.%下降至70wt.%。研究了不同初始硅含量（35、45、55和65wt.%）对分离效率的影响,发现分离后硅相富集区域硅含量均达到85wt.%以上,初始硅含量对分离效果没有影响。6.研究了锡在初晶硅分离过程中的强化作用,通过添加锡改善了初晶硅的生长条件,起到了强化分离的作用。添加30wt.%锡,在100μm/s定向凝固速度条件下,初晶硅富集区域硅含量由70wt.%提升至90.45wt.%,相比较于10μm/s的定向凝固速率条件下,可以达到相同的硅相富集效率,而在定向凝固的过程中所需要的时间减少90%。
张占辉[10]（2019）在《基于熔滴冲击与壁面约束的铝合金焊缝成形及组织性能研究》文中指出铝合金材料是实现轻量化制造的一种前景十分广阔的工程材料,而各种脉冲型熔化极气体保护焊以其成本低、效率高等优势被广泛用于铝合金薄板的焊接领域。但焊接过程中熔滴冲击及熔池壁面约束对焊缝成形、显微组织及元素分布等的影响机理尚未明确。本文以6061铝合金为实验材料,综合采用不同焊接工艺参数和条件包括调制多种电流波形、施加不同底壁支撑、改变焊枪倾角、更换焊丝直径等系统研究了熔滴冲击及熔池底壁壁面约束对焊缝轮廓成形及组织性能的影响。论文的主要研究内容如下:（1）通过调整焊枪倾角及分析不同区域元素分布特征研究了横截面内熔滴冲击驱动的流体流动对6061（Al-Mg-Si系）铝合金焊缝轮廓、晶粒形态及元素分布的影响机理;开展了不同低频频率调制电流波形的双脉冲焊接实验,进一步研究了焊缝纵截面内熔滴冲击驱动的流体流动对晶粒形态及成分分布特征的影响。为准确表征焊缝成分含量变化及鉴于现有两种稀释率计算方法结果不一致,本文提出了一种可用于多合金成分总和稀释率计算的新方法。结果表明:由于熔滴冲击驱动的金属熔液在熔池各位置的搅拌强度不同,其对应区域的晶粒形态及合金元素含量均差异显着。以横截面内指状熔深焊缝为例,轮廓窄深区拐点前后熔合线内侧晶粒因搅拌强度不同而分别呈柱晶及细晶;同时拐点前Mg元素含量约为拐点后的229.17%。焊缝纵截面内,双脉冲工艺强、弱脉冲群对应的焊缝底部“下坡”区及“上坡”区,其晶粒也呈柱晶与细晶差异;“下坡”区Mg元素的含量约为“上坡”区的203.85%。（2）通过在大区间范围调制脉冲基值电流以及对不同基值电流的焊缝轮廓特征包括余高、熔深等参数分析,研究了熔池底壁壁面约束对熔池内金属熔液的流动形式及焊缝成形的影响机理,并提出了表征壁面约束作用强弱的物理量:余高成形系数Rc。通过开展在熔透焊焊缝背面施加具有不同壁面约束能力的支撑板焊接实验,进一步验证了壁面约束对焊缝轮廓成形的影响机理。结果表明:随着脉冲基值电流增大,焊缝余高及熔深均经历多种形态,熔池底壁壁面约束在金属熔液流动过程中具有“分流”作用,其表征量Rc值能准确反映壁面约束作用强弱的改变。通过在焊缝背面增加各位置支撑板重新建立底壁壁面约束后,以热输入177 J/mm试样为例,其上表面余高增加了3.82倍,Rc值由0.05陡升至0.24,熔池下表面熔宽减少了40.66%,从而验证了熔池底壁壁面约束对焊缝成形的影响机理。基于该理论,上表面塌陷的焊缝在增加背面支撑板约束后,其抗拉强度提升了39.85%。（3）通过调制脉冲峰值电流及对比分析等热输入时变峰值电流与变基值方式下焊缝轮廓形态特征,研究了峰值电流调控的熔滴冲击作用对焊缝成形的影响机理;通过开展强弱脉冲群内高频脉冲个数相同但低频频率不同的双脉冲焊接实验,并对比分析焊缝的轮廓特征,研究了熔滴冲击及壁面约束综合作用对焊缝轮廓成形的影响;为验证该机理,采用具有最大熔深峰/谷差的电流参数开展了同低频频率的双脉冲熔透焊实验。结果表明:随着脉冲峰值电流的增大,等热输入时不同调制方式下焊缝轮廓形态及尺寸差异显着;双脉冲焊接时,仅当低频频率低于5.95 Hz时,熔深底部才呈现与低频频率相对应的周期性波动,且熔深峰/谷高度差及余高峰/谷高度差均随低频频率的降低而增大,两差值之比在低频频率为3.79 Hz时最高为532.20%;同时双脉冲强、弱脉冲群转换点对应的最大熔深峰角约为谷角的173.01%,而同频率的熔透焊显示,熔深峰/谷高度差及角度差均随母材的熔透而消失,说明固态底壁对流体流动具有更强烈的约束作用。（4）通过单因素法开展了探究焊丝直径、焊接速度、保护气流量等工艺参数对焊缝轮廓成形影响的堆焊实验,并分析了其成形机理及力学性能。在此基础上,通过响应曲面法结合焊缝各力学性能实验优化了焊接工艺,并使用该优化工艺对比开展了单、双脉冲调制电流波形的对接焊实验,结果表明:单因素实验时,焊接速度对焊缝轮廓成形影响最大,焊丝直径次之,保护气流量对焊缝轮廓成形影响最小;通过响应曲面法获得了熔深与工艺因素间的回归方程,结合焊缝力学性能获得了最优工艺参数,使用该优化工艺进行的单、双脉冲焊接实验表明:双脉冲接头的拉伸及冲击性能分别比单脉冲提高约14.12%和27.83%。
二、Modeling and Measurements of Heat Transfer Phenomena in Two-Phase PbSn Alloy Solidification in an External Magnetic Field（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Modeling and Measurements of Heat Transfer Phenomena in Two-Phase PbSn Alloy Solidification in an External Magnetic Field（论文提纲范文）
（1）高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强铝合金的铸造成型 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的研究现状 |
| 1.2.2 7xxx铝合金的铸造工艺 |
| 1.2.3 7xxx铝合金流变成型研究进展 |
| 1.3 层状复合材料的成型方法 |
| 1.3.1 离心铸造法 |
| 1.3.2 浸渗法 |
| 1.3.3 铸造复合法 |
| 1.4 层状复合材料的界面结合机理 |
| 1.4.1 固液界面的复合机理 |
| 1.4.2 固液界面的过渡层 |
| 1.4.3 元素扩散及化合物生长对固液界面结合性能的影响 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文的难点、关键技术及创新点 |
| 1.7 本论文研究内容及技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 SiCp/A357复合材料 |
| 2.1.2 7050铝合金 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 SiC颗粒预处理装置 |
| 2.2.2 真空搅拌铸造装置 |
| 2.2.3 固液复合铸造装置 |
| 2.2.4 熔体处理装置 |
| 2.2.5 热处理装置 |
| 2.3 有限元模拟仿真 |
| 2.3.1 模拟仿真软件及内容 |
| 2.3.2 几何模型的建立及计算参数 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织观察 |
| 2.4.3 室温力学性能分析 |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.5 摩擦磨损性能分析 |
| 3 7050铝合金流变模锻工艺研究 |
| 3.1 7050铝合金流变模锻工艺仿真优化 |
| 3.1.1 模型建立及计算参数设定 |
| 3.1.2 计算结果及分析 |
| 3.2 实验中各工艺参数对成型性的影响 |
| 3.2.1 模具温度的影响 |
| 3.2.2 浇铸温度的影响 |
| 3.2.3 比压对成型性的影响 |
| 3.3 各工艺参数对微观缺陷的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 7050铝合金流变模锻组织性能调控研究 |
| 4.1 流变模锻成型工艺对组织的影响 |
| 4.1.1 浇铸温度对微观组织的影响 |
| 4.1.2 比压对晶粒形貌的影响 |
| 4.2 7050铝合金组织调控方案 |
| 4.3 7050铝合金制动毂调控前后的组织与性能 |
| 4.4 7050铝合金组织调控优化机理 |
| 4.4.1 微合金化对7050铝合金铸件微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.2 IC-AEMS熔体处理对7050铝合金铸件微观组织和性能的影响 |
| 4.5 7050铝合金层的拉伸断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺研究 |
| 5.1 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺仿真优化 |
| 5.1.1 耐磨环厚度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.2 耐磨环高度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.3 耐磨环预热温度对其内表面升温的影响 |
| 5.2 复合铸造工艺参数对固液界面结合的影响 |
| 5.2.1 耐磨环表面处理对界面结合的影响 |
| 5.2.2 耐磨环预热温度对界面结合的影响 |
| 5.2.3 复合铸造加压前等待时间对界面结合的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合界面的组织与性能 |
| 6.1 固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.1 铸态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.2 T6态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.2 固液复合界面的力学性能 |
| 6.2.1 维氏硬度测试 |
| 6.2.2 剪切性能测试 |
| 6.3 分析和讨论 |
| 6.3.1 固液铸造过程中界面的形成 |
| 6.3.2 剪切断口分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂复合铸造实验 |
| 7.1 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂结构及制备 |
| 7.2 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂组织及性能 |
| 7.2.1 微观组织表征 |
| 7.2.2 性能分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）钛硅合金电磁分离及传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题研究背景 |
| 1.1.1 攀枝花钒钛资源利用现状 |
| 1.1.2 硅及钛硅合金材料的应用 |
| 1.2 定向凝固技术在分离提纯中的应用 |
| 1.3 电磁场在定向凝固过程中的应用 |
| 1.4 数值仿真在凝固过程中的应用 |
| 1.5 本文的研究内容与意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 第二章 实验设备及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验过程及检测方法 |
| 2.3.1 实验流程 |
| 2.3.2 实验步骤 |
| 2.3.3 检测方法 |
| 2.4 数值模拟研究 |
| 2.4.1 研究对象 |
| 2.4.2 模型假设 |
| 2.4.3 电磁感应定向凝固过程有限元模型的建立 |
| 第三章 高硅钛硅合金电磁分离过程的理论基础 |
| 3.1 高硅钛硅合金熔体定向凝固相分离过程分析 |
| 3.2 定向凝固基本理论 |
| 3.3 感应加热基本理论 |
| 3.3.1 电磁感应生热理论 |
| 3.3.2 集肤效应(skin effect) |
| 3.4 电磁搅拌 |
| 3.5 晶体生长理论 |
| 第四章 高硅钛硅合金电磁定向凝固过程熔体流动及传热特性对分离的影响 |
| 4.1 模型验证 |
| 4.2 下拉速率对高硅钛硅合金熔体定向凝固过程的影响 |
| 4.2.1 下拉速率对熔体流场的影响 |
| 4.2.2 下拉速率对熔体温度场的影响 |
| 4.3 功率对高硅钛硅合金熔体定向凝固过程的影响 |
| 4.3.1 功率对熔体流场的影响 |
| 4.3.2 功率对熔体温度场的影响 |
| 4.4 电流频率对高硅钛硅合金熔体定向凝固过程的影响 |
| 4.4.1 电流频率对熔体流场的影响 |
| 4.4.2 电流频率对熔体温度场的影响 |
| 4.5 坩埚尺寸对高硅钛硅合金熔体定向凝固过程的影响 |
| 4.5.1 坩埚尺寸对熔体流场的影响 |
| 4.5.2 坩埚尺寸对熔体温度场的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高硅钛硅合金电磁定向凝固组织分析 |
| 5.1 实验设计 |
| 5.2 下拉速率对高硅钛硅合金熔体定向凝固组织的影响 |
| 5.3 功率对高硅钛硅合金熔体定向凝固组织的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）电磁悬浮电流对600兆帕级钢凝固组织的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电磁悬浮技术发展与应用 |
| 1.1.1 电磁悬浮技术国内外发展 |
| 1.1.2 电磁悬浮技术分类与应用 |
| 1.2 电磁悬浮对金属合金凝固组织影响 |
| 1.2.1 电磁场对合金凝固组织影响 |
| 1.2.2 电磁悬浮对合金凝固组织的影响 |
| 1.3 高强钢筋发展与应用概述 |
| 1.3.1 高强钢筋发展概述 |
| 1.3.2 600 兆帕级钢的应用研究概述 |
| 1.4 本研究的选题意义与内容 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 研究方法与方案 |
| 2.1 研究方案及技术路线 |
| 2.1.1 研究方案 |
| 2.1.2 技术路线 |
| 2.2 模拟研究方案与方法 |
| 2.2.1 研究方案 |
| 2.2.2 研究方法 |
| 2.3 试验研究方案与方法 |
| 2.3.1 试验方案 |
| 2.3.2 试验方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 悬浮电流对合金凝固组织的影响原理研究 |
| 3.1 电磁悬浮原理研究 |
| 3.2 磁场对合金凝固组织的影响原理 |
| 3.3 悬浮电流对合金凝固组织的影响原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 600 兆帕级钢悬浮及凝固控制条件的模拟研究 |
| 4.1 电磁悬浮磁场模拟 |
| 4.2 悬浮控制条件的模拟研究 |
| 4.3 凝固控制条件的模拟研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 悬浮条件对600 兆帕级钢凝固组织影响试验研究 |
| 5.1 电磁悬浮试样稳定性控制试验 |
| 5.1.1 线圈匝数对悬浮稳定性影响试验 |
| 5.1.2 线圈直径对悬浮稳定性影响试验 |
| 5.2 悬浮电流对凝固温度的影响试验 |
| 5.2.1 悬浮电流与悬浮功率的关系 |
| 5.2.2 悬浮电流对凝固温度的影响 |
| 5.3 不同气氛对600 兆帕级钢凝固温度的影响试验 |
| 5.3.1 0%H_2-100%Ar气氛 |
| 5.3.2 25%H_2-75%Ar气氛 |
| 5.3.3 50%H_2-50%Ar气氛 |
| 5.3.4 100%H_2-0%Ar气氛 |
| 5.4 电磁悬浮下600 兆帕级钢凝固组织演变过程检测 |
| 5.4.1 凝固组织演化过程的检测 |
| 5.4.2 凝固组织形貌的检测 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间科研成果及荣誉 |
（4）钢中马氏体相变行为的相场模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 马氏体相变与逆相变行为及其研究现状 |
| 1.2.1 马氏体相变 |
| 1.2.2 马氏体逆相变 |
| 1.2.3 复杂工艺下的马氏体相变及其逆相变行为 |
| 1.2.4 加载条件下的马氏体相变行为 |
| 1.3 相场方法研究进展及现状 |
| 1.3.1 相场方法在材料科学与工程领域的应用 |
| 1.3.2 固态相变的相场研究 |
| 1.3.3 马氏体相变相场模型 |
| 1.3.4 相场方法在马氏体相变研究中的应用 |
| 1.4 本文主要研究内容及意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 马氏体相变及其逆相变的相场模型 |
| 2.1 基于微弹性理论的Allen-Cahn方程 |
| 2.2 塑性流动TDGL方程 |
| 2.3 多序参量的Allen-Cahn方程 |
| 2.4 守恒场演化控制方程 |
| 2.5 弥散界面处理 |
| 2.6 相场方程的数值求解 |
| 2.6.1 有限元求解 |
| 2.6.2 有限差分法求解 |
| 2.6.3 多相场模型优化存储算法 |
| 2.6.4 求解软件 |
| 2.7 本章小结 |
| 附录2A 化学自由能密度方程的系数A,B,C |
| 附录2B 界面厚度δ和梯度能系数β推导 |
| 参考文献 |
| 第三章 配分过程中界面迁移及等温马氏体生成的相场预测 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 模拟策略及模拟参数 |
| 3.2.1 模拟策略 |
| 3.2.2 模拟参数设计 |
| 3.3 模拟结果及讨论 |
| 3.3.1 一次淬火阶段马氏体形成 |
| 3.3.2 配分过程中碳的再分布和相变行为 |
| 3.3.3 二次淬火微观组织模拟 |
| 本章小结 |
| 附录3A 晶格常数计算参数 |
| 附录3B 驱动力?G~(γ - α′)和碳的化学势的拟合系数 |
| 参考文献 |
| 第四章 临界退火过程中马氏体逆相变行为的相场模拟研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 模拟策略及模拟参数 |
| 4.2.1 相场耦合策略 |
| 4.2.2 模拟参数设计 |
| 4.3 模拟结果及讨论 |
| 4.3.1 单晶体系微观组织演化模拟 |
| 4.3.2 多晶体系微观组织演化模拟 |
| 4.3.3 一种可能的临界退火晶粒细化机制 |
| 本章小结 |
| 附录4A Mn和Ni元素的化学势拟合参数 |
| 附录4B 摩尔Gibbs自由能拟合系数 |
| 参考文献 |
| 第五章 马氏体相变塑性行为的弹塑性相场研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 相场模型及模拟参数 |
| 5.2.1 相场模型修正 |
| 5.2.2 模拟设置 |
| 5.3 模拟结果 |
| 5.3.1 微观塑性流动对马氏体相变微观组织演化的影响 |
| 5.3.2 无外加载荷下马氏体相变 |
| 5.3.3 单轴加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.3.4 双轴加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.3.5 剪切加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.3.6 轴向-切向加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.4 结果讨论 |
| 5.4.1 马氏体相变过程中的微观塑性应变分析 |
| 5.4.2 马氏体相变塑性行为的不同机制 |
| 5.4.3 轴向和切向加载对马氏体变体择优取向行为的影响 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 课题展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（5）电磁搅拌2A14铝合金空心铸锭偏析行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 研究背景 |
| 1.1 大规格铝合金与连铸工艺研究现状 |
| 1.1.1 2XXX铝合金 |
| 1.1.2 铝合金半连铸工艺 |
| 1.1.3 半连铸凝固过程 |
| 1.1.4 电磁搅拌在凝固过程的应用 |
| 1.1.5 铝合金空心铸锭 |
| 1.2 半连铸中的元素偏析行为 |
| 1.2.1 微观偏析 |
| 1.2.2 宏观偏析 |
| 1.3 半连铸过程与元素偏析的数值模拟研究 |
| 1.3.1 半连续铸造的数值模拟 |
| 1.3.2 半连铸过程中元素偏析的数值模拟 |
| 1.4 研究目的及内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究方案 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 电磁搅拌半连铸实验 |
| 2.2.1 铝合金熔炼 |
| 2.2.2 电磁搅拌半连铸实验 |
| 2.2.3 均匀化热处理 |
| 2.3 测试与分析方法 |
| 2.3.1 试样制备与金相分析 |
| 2.3.2 微观组织分析 |
| 2.3.3 宏观偏析测量 |
| 2.3.4 微观偏析测量 |
| 2.4 普通半连铸与电磁搅拌半连铸过程的数学模型 |
| 2.4.1 物理模型的建立 |
| 2.4.2 热物性参数计算方法 |
| 2.4.3 电磁搅拌中的电磁场模拟方法 |
| 2.4.4 半连铸过程模拟方法 |
| 3 电磁搅拌半连铸空心铸锭数值模拟研究 |
| 3.1 数值模拟原理 |
| 3.1.1 热物性参数计算 |
| 3.1.2 电磁场模型 |
| 3.1.3 控制方程 |
| 3.1.4 边界条件 |
| 3.2 模拟结果 |
| 3.2.1 电磁场分布 |
| 3.2.2 宏观物理场 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 电磁搅拌对空心铸锭中凝固组织的影响 |
| 4.1 电磁搅拌半连铸实验 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 电磁搅拌对晶粒的影响 |
| 4.2.2 电磁搅拌对非平衡共晶相的影响 |
| 4.3 讨论与分析 |
| 4.3.1 晶粒细化 |
| 4.3.2 非平衡共晶相 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 电磁搅拌对空心铸锭中元素偏析的影响 |
| 5.1 电磁搅拌半连铸实验 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 电磁搅拌对宏观偏析的影响 |
| 5.2.2 电磁搅拌对Cu元素分布的影响 |
| 5.2.3 电磁搅拌下Cu元素的分布曲线 |
| 5.2.4 电磁搅拌对Cu元素有效分配系数的影响 |
| 5.3 讨论与分析 |
| 5.3.1 微观偏析 |
| 5.3.2 宏观偏析 |
| 5.3.3 微观偏析与宏观偏析共同作用 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非晶合金概述 |
| 1.2.1 非晶合金简介及发展历史 |
| 1.2.2 非晶合金的形成理论及制备方法 |
| 1.3 铁基非晶合金概述 |
| 1.3.1 铁基非晶合金的结构模型 |
| 1.3.2 铁基非晶合金的性能研究 |
| 1.3.3 铁基非晶合金的应用 |
| 1.4 激光处理技术 |
| 1.4.1 激光处理技术概述 |
| 1.4.2 激光技术在非晶合金领域研究 |
| 1.5 本课题研究意义和主要内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料、实验设备及分析测试方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验样品结构表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微分析 |
| 2.3.3 透射电镜分析 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.5 小角X散射分析 |
| 2.3.6 激光共聚焦显微分析 |
| 2.4 实验样品性能测试方法 |
| 2.4.1 电化学测试 |
| 2.4.2 磁性能测试 |
| 2.4.3 热力学性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能影响的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数选取 |
| 3.3 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金表面形貌和组织结构的影响 |
| 3.3.1 表面形貌分析 |
| 3.3.2 组织结构分析 |
| 3.4 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)和Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3非晶合金的影响对比 |
| 3.5 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金非等温晶化行为的影响 |
| 3.6 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金性能的影响 |
| 3.6.1 耐腐蚀性能分析 |
| 3.6.2 磁学性能分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 脉冲激光处理铁基非晶合金传热传质行为及其对结构形成的模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脉冲激光处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的传热和流动耦合模型 |
| 4.2.1 物理模型 |
| 4.2.2 数值模型 |
| 4.2.3 数值求解 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.4 脉冲激光处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的流动行为及表面形貌成形分析 |
| 4.5 脉冲激光处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的传热行为及组织结构生成分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 磁场辅助脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁场辅助脉冲激光处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金表面形貌和组织结构的影响 |
| 5.2.1 表面形貌分析 |
| 5.2.2 组织结构分析 |
| 5.3 磁场辅助脉冲激光处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金非等温晶化行为的影响 |
| 5.4 磁场辅助脉冲激光处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金性能的影响 |
| 5.4.1 耐腐蚀性能分析 |
| 5.4.2 磁学性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 外文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）超导体的热稳定性及其力学响应研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 超导的物理特性及实用化超导材料 |
| 1.1.2 超导应用中的关键力学问题 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 超导体的热稳定性研究 |
| 1.2.2 超导体的力学行为研究 |
| 1.3 本章小结 |
| 第二章 超导体的本构模型和电磁数值计算方法 |
| 2.1 超导体的本构模型 |
| 2.1.1 临界态模型 |
| 2.1.2 幂律模型 |
| 2.2 超导体的电磁数值方法 |
| 2.2.1 电磁场基本控制方程 |
| 2.2.2 有限元H方法 |
| 2.2.3 自洽模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 MgB_2块材在磁通跳跃中的力学响应 |
| 3.1 模型描述与基本方程 |
| 3.1.1 模型描述 |
| 3.1.2 电磁场模型 |
| 3.1.3 热传导方程 |
| 3.1.4 力学方程 |
| 3.2 外磁场变化速率的影响 |
| 3.2.1 特殊情况:准静态场 |
| 3.2.2 一般情况:动态磁场 |
| 3.3 环境温度和尺寸的影响 |
| 3.3.1 环境温度的影响 |
| 3.3.2 超导体尺寸的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 含终端电阻YBCO带材的失超及力学响应 |
| 4.1 模型描述与基本方程 |
| 4.1.1 模型描述 |
| 4.1.2 考虑终端电阻下的电磁方程 |
| 4.1.3 热传导方程与力学方程 |
| 4.2 终端电阻对失超的影响 |
| 4.2.1 终端电阻对失超的影响 |
| 4.2.2 不同传输电流方式的数值结果 |
| 4.2.3 热源位置不同的影响 |
| 4.3 失超中的力学响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 MgB_2线圈制备及运行时的电-磁-力行为 |
| 5.1 一般线圈的制备过程 |
| 5.1.1 带材的参数 |
| 5.1.2 线圈参数 |
| 5.1.3 带材的均匀化 |
| 5.2 线圈的临界电流 |
| 5.2.1 单根带材临界电流参数拟合 |
| 5.2.2 自洽模型求解临界电流 |
| 5.2.3 临界运行状态下的电磁行为 |
| 5.3 线圈缠绕和冷却的力学行为 |
| 5.3.1 CHCM法计算线圈缠绕与有限元的对比 |
| 5.3.2 不同预拉力和芯轴时缠绕受力结果 |
| 5.3.3 缠绕和冷却的力学行为 |
| 5.4 多场耦合下磁体的力学分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 NbTi超导股线三元组的紧缩电阻 |
| 6.1 紧缩电阻的理论模型 |
| 6.1.1 接触电阻与紧缩电阻 |
| 6.1.2 表面粗糙度与固体表面接触 |
| 6.1.3 超导股线的等效电阻率和等效杨氏模量 |
| 6.2 三元组尺寸对紧缩电阻的影响 |
| 6.2.1 接触点数目和节距长度对接触电阻的影响 |
| 6.2.2 各向异性材料和表面硬度的影响 |
| 6.3 三元组对紧缩电阻的影响 |
| 6.3.1 含有铜股线三元组中的紧缩电阻 |
| 6.3.2 多级螺旋结构下的紧缩电阻 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）连铸大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 连铸技术 |
| 1.1.1 连铸技术简介 |
| 1.1.2 连铸技术的发展 |
| 1.2 连铸电磁搅拌技术 |
| 1.2.1 连铸电磁搅拌技术的发展 |
| 1.2.2 连铸电磁搅拌技术的原理 |
| 1.2.3 连铸电磁搅拌器的分类及应用 |
| 1.2.4 连铸坯常见缺陷及形成原因 |
| 1.2.5 电磁搅拌技术对铸坯质量的影响 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 选题背景和研究主要内容 |
| 1.4.1 选题背景和意义 |
| 1.4.2 本文研究内容 |
| 第2章 结晶器电磁搅拌器电磁场数值模拟 |
| 2.1 电磁场数学模型 |
| 2.1.1 基本假设 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.2 电磁场物理模型 |
| 2.2.1 电磁场数值分析方法 |
| 2.2.2 电磁场物理模型的建立 |
| 2.2.3 电磁场仿真定解条件 |
| 2.3 电磁参数对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.3.1 电流强度对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.3.2 电流频率对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.4 搅拌器本体结构对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.4.1 分层式搅拌器分层旋转角度对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.4.2 斜极式搅拌器铁芯偏斜角度对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电磁搅拌作用下结晶器内钢液流场和温度场分布 |
| 3.1 钢液流场模型 |
| 3.1.1 结晶器内钢液的流动现象 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.2 钢液温度场模型 |
| 3.2.1 结晶器内钢液的传热现象 |
| 3.2.2 基本假设 |
| 3.2.3 控制方程 |
| 3.3 钢液热物性参数 |
| 3.4 各参数对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.1 电流强度对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.2 电流频率对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.3 分层式本体结构对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.4 斜极式本体机构对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 连铸坯凝固组织数值模拟 |
| 4.1 基本原理 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.2.1 宏观凝固模型 |
| 4.2.2 微观形核模型 |
| 4.2.3 晶体生长动力学模型 |
| 4.3 铸坯有限元模型 |
| 4.4 热物性参数 |
| 4.5 传热边界条件 |
| 4.6 铸坯凝固组织数值模拟 |
| 4.6.1 凝固组织结果分析 |
| 4.6.2 钢液过热度对凝固组织的影响 |
| 4.6.3 结晶器电磁搅拌强度对凝固组织的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）过共晶铝硅熔体在电磁定向凝固过程中初晶硅的分离研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外能源发展状况 |
| 1.2 新能源产业中高纯硅的制备技术 |
| 1.2.1 太阳能产业的发展历程 |
| 1.2.2 太阳能产业中所使用的材料 |
| 1.2.3 高纯硅的制备技术 |
| 1.2.4 铝硅熔剂精炼法对工业硅的提纯 |
| 1.3 初晶硅从过共晶铝硅熔体中分离的方法 |
| 1.3.1 电磁感应定向凝固法分离初晶硅 |
| 1.3.2 加压粉末冶金法分离初晶硅 |
| 1.3.3 旋转超重力法分离初晶硅 |
| 1.3.4 外加磁场法分离初晶硅 |
| 1.3.5 区域熔炼法分离初晶硅 |
| 1.4 电磁感应定向凝固技术在冶金领域的运用 |
| 1.4.1 定向凝固技术的发展及在光伏行业的运用 |
| 1.4.2 电磁冶金技术的发展及在冶金行业中的运用 |
| 1.5 论文立题意义、研究内容和创新点 |
| 1.5.1 论文立题意义与研究内容 |
| 1.5.2 论文创新点 |
| 第二章 实验原料、设备和方法 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 实验操作方法 |
| 2.1.4 实验样品的处理 |
| 2.2 数值模拟 |
| 2.2.1 过共晶铝硅熔体在电阻炉加热过程相应的控制方程 |
| 2.2.2 电磁感应炉中的加热过程相应的控制方程 |
| 2.3 过共晶铝硅合金的性质及研究方法和检测设备 |
| 2.3.1 过共晶铝硅合金的物理化学性质 |
| 2.3.2 研究方案与检测设备 |
| 第三章 杂质元素在硅凝固过程中的分凝行为研究 |
| 3.1 杂质元素在工业硅中的分凝系数 |
| 3.2 杂质元素在过共晶铝硅熔体的凝固过程中的热力学研究 |
| 3.3 杂质元素的分布情况 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 初晶硅从过共晶铝硅熔体中的分离研究 |
| 4.1 初晶硅在过共晶铝硅熔体富集的迁移行为研究 |
| 4.1.1 颗粒迁移的热力学基础 |
| 4.1.2 颗粒迁移的动力学基础 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及设备 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 过共晶铝硅熔体分离初晶硅的条件探索 |
| 4.3.1 重力沉降作用对过共晶铝硅熔体中分离初晶硅的影响 |
| 4.3.2 保温方式对过共晶铝硅熔体分离初晶硅的影响 |
| 4.3.3 冷却条件对过共晶铝硅熔体分离硅相的影响 |
| 4.4 电磁定向凝固过程中硅相分离效果的影响条件 |
| 4.4.1 温度梯度对分离效果的影响 |
| 4.4.2 定向凝固距离对硅相分离的影响 |
| 4.4.3 定向凝固速率和方向对初晶硅分离的影响 |
| 4.4.4 频率对定向凝固过程中初晶硅分离的影响 |
| 4.4.5 坩埚材质对初晶硅分离的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 过共晶铝硅合金电磁定向凝固分离硅相的机制研究 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.1.1 不同条件下初晶硅分离效果的比较 |
| 5.1.2 不同外场条件下分离效率的表征 |
| 5.2 初晶硅分离的两种机理 |
| 5.2.1 电磁力对初晶硅推动的迁移模型的理论实验分析 |
| 5.2.2 硅原子吸收形成硅相富集区域的理论实验分析 |
| 5.3 电磁定向凝固分离初晶硅的机理及实验验证 |
| 5.3.1 电磁定向凝固过程中初晶硅的分离机理 |
| 5.3.2 电磁定向凝固初晶硅分离机理的实验验证 |
| 5.3.3 电磁定向凝固过程中初晶硅的连续生长模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 过共晶铝硅熔体电磁定向凝固硅相分离的强化研究 |
| 6.1 不同定向凝固速率对初晶硅分离的影响 |
| 6.2 硅含量对初晶硅分离的影响 |
| 6.3 快速定向凝固及锡的添加对硅相分离的过程强化研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士期间发表论文/获奖和学术交流 |
（10）基于熔滴冲击与壁面约束的铝合金焊缝成形及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 论文相关内容的国内外研究进展 |
| 1.2.1 熔滴冲击与壁面约束 |
| 1.2.2 焊缝轮廓成形 |
| 1.2.3 稀释率计算方法 |
| 1.2.4 铝合金脉冲波形调制MIG焊 |
| 1.3 论文研究内容与章节安排 |
| 第二章 熔滴冲击对铝合金焊缝成形及组织成分影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设计与试样制备 |
| 2.3 熔滴冲击对焊缝轮廓及晶粒形态影响 |
| 2.3.1 焊接过程电信号 |
| 2.3.2 焊枪垂直母材 |
| 2.3.3 焊枪倾斜于母材 |
| 2.4 熔滴冲击对焊接飞溅及显微组织影响 |
| 2.4.1 焊接飞溅分布特征分析 |
| 2.4.2 显微组织特征分析 |
| 2.5 焊缝成分及其稀释率 |
| 2.5.1 成分测定及不同稀释率计算方法 |
| 2.5.2 多元合金成分总和稀释率新计算方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 壁面约束对焊缝轮廓成形及组织性能影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设计与试样制备及表征 |
| 3.2.1 脉冲基值电流调制方案 |
| 3.2.2 不同底壁约束条件的实验方案 |
| 3.2.3 力学性能测试 |
| 3.3 焊缝轮廓成形阶段分析 |
| 3.3.1 低热输入时焊丝溢流熔池特征 |
| 3.3.2 焊缝余高与熔池匹配阶段特征形成过程 |
| 3.3.3 余高凹陷形成机理 |
| 3.4 壁面约束对余高成形机理影响分析 |
| 3.4.1 焊缝余高成形阶段 |
| 3.4.2 熔滴冲击与熔池底壁对熔池流动型式影响 |
| 3.4.3 熔池成分分布特征 |
| 3.5 显微组织及力学性能研究 |
| 3.5.1 焊缝显微组织 |
| 3.5.2 焊缝接头力学性能比较 |
| 3.6 背面支撑板对成形机理的验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 电流波形调控熔滴冲击及壁面约束对焊缝成形影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计及试样制备与表征 |
| 4.3 单脉冲调控熔滴冲击对焊缝成形影响 |
| 4.3.1 峰值电流调控熔滴冲击 |
| 4.3.2 不同方式下等热输入焊缝成形对比 |
| 4.3.3 显微组织与力学性能 |
| 4.4 双脉冲调控熔滴冲击对焊缝成形影响 |
| 4.4.1 焊缝成形特征 |
| 4.4.2 焊缝成形机理分析 |
| 4.4.3 双脉冲熔透焊时轮廓成形 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于熔滴冲击与壁面约束的焊缝成形工艺优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2工艺参数单因素实验 |
| 5.2.1 焊丝直径对轮廓成形影响 |
| 5.2.2 焊接速度对轮廓成形影响 |
| 5.2.3 保护气体流量对轮廓成形影响 |
| 5.3 焊接工艺参数优化及其组织性能 |
| 5.3.1 响应曲面法实验设计 |
| 5.3.2 焊接工艺参数优化 |
| 5.3.3焊接工艺优化后双脉冲焊接实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、Modeling and Measurements of Heat Transfer Phenomena in Two-Phase PbSn Alloy Solidification in an External Magnetic Field（论文参考文献）
- [1]高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究[D]. 郑瀚森. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]钛硅合金电磁分离及传热特性研究[D]. 王均鹏. 昆明理工大学, 2021
- [3]电磁悬浮电流对600兆帕级钢凝固组织的影响研究[D]. 周春晖. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]钢中马氏体相变行为的相场模拟研究[D]. 张星. 上海交通大学, 2020(01)
- [5]电磁搅拌2A14铝合金空心铸锭偏析行为研究[D]. 李晓芃. 北京有色金属研究总院, 2020(08)
- [6]脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响[D]. 郭玲玉. 山东大学, 2020(08)
- [7]超导体的热稳定性及其力学响应研究[D]. 张炜薇. 兰州大学, 2020(01)
- [8]连铸大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化研究[D]. 马靓. 燕山大学, 2020(01)
- [9]过共晶铝硅熔体在电磁定向凝固过程中初晶硅的分离研究[D]. 何云飞. 昆明理工大学, 2019(06)
- [10]基于熔滴冲击与壁面约束的铝合金焊缝成形及组织性能研究[D]. 张占辉. 华南理工大学, 2019(06)