混沌对流中不同稀土元素对半固态铝合金初生相形貌研究

摘要

研究不同半固态稀土铝合金熔体混沌对流的表征及在不同电磁搅拌频率和时间下诱发的混沌对流对加入相同量La及Yb的半固态A356铝合金初生相形貌演化的影响。用Fluent流体力学软件模拟电磁场作用下A356铝熔液中微粒的流动轨迹,计算流动轨迹的混沌特征量Kolmogorov熵,发现只要适当施加电磁场,Kolmogorov熵值随电磁搅拌频率及时间的增大而增加。结合试验,添加两种等量不同稀土对A356铝合金初生相形貌影响,并施加不同搅拌频率及时间的试验参数后,两者都在搅拌频率30 Hz、搅拌时间15 s时,初生相形貌最理想,晶粒细小圆整且Kolmogorov熵值达到最大。但A356-Yb铝合金的初生相形貌优于A356-La铝合金初生相形貌。通过模拟和试验,混沌看似无规则但其中暗含着规律,加入的稀土和施加的磁场频率及时间都互相影响混沌对流下的合金初生相形貌。