Zn-Al合金超声空化数值模拟和细晶强化机理研究

摘要

为了研究超声波对ZnAl8合金的显微组织和性能的影响,在390℃的ZnAl8合金熔池中开展了不同功率的超声熔炼试验,结合数值分析法求解KM-polytropic和Mettin方程,研究了ZnAl8熔池中超声空化泡群的生长规律和空化效应。研究表明:当超声功率为700 W时,固液共存区390℃时施加超声振动能有效消除树枝晶组织,超声产生的脉冲压强达到200 MPa以上,泡壁温度高达3200 K,对先析出的α(Al)相进行了有效破碎和熔蚀,碎片成为结晶的形核点,凝固后获得了均匀的α(Al)相细小蔷薇组织;铸态合金的断后伸长率为13.62%,抗拉强度达到232 MPa,与不施加超声的常规熔铸的合金相比,其塑性和强度分别提高了48%、12%。