超声场中Sn-38.1Pb共晶合金的动态凝固

摘要

Sn-38.1%Pb共晶合金在频率为35kHz的超声场中发生凝固时,随着试样高度H的降低,声场对宏观偏析的抑制效果更加显著,球状共晶团在凝固组织中所占体积分数相应增大.当H等于声波在合金熔体内的波长λ时,超声场能够扩大初生(Sn)相分布区域,缩小Sn-Pb共晶和初生(Pb)相分布区域.同时,初生(Sn)相晶粒显著细化,生长方式发生"枝晶-等轴晶"的转变.对于H=λ/2和λ/4的合金试样,超声场能够促进熔体形核,降低合金整体过冷度.分析表明,超声场中的空化效应抑制了熔体过冷,声流促进共晶生长界面前沿的温度场和浓度场呈空间对称分布,使Sn-Pb共晶以三维对称方式生长.