超声工艺参数对金属凝固过程的影响——顾伊杰王纪开任津毅超声波参数对金属凝固过程的影响超声波的定义及特点金属凝固过程中超声波的导入设备及方式超声工艺在金属凝固领域的前景与展望11223344目录频率介于HZ之间的声波称为超声波。在强度较低时可以作为探测与负载信息的载体与媒介,称为检测超声；同时超声波又是一种能量形式,当其强度超过一定值时,就可以通过它与传声媒质的相互作用,去影响、改变以至破坏后者的状态、性质及结构,称为功率超声(高能超声)。超声波的定义一超声波的特性一超声波具有以下四个基本特性：(1)束射特性。超声波波长短，可以集中成一束射线。(2)吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收最强烈，固体中的吸收最微弱。(3)高功率。由于频率高，超声波的功率比声波大得多，它不仅能使所作用的介质产生急速运动，甚至会破坏其分子结构。(4)声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用，这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。上述四个基本特性使超声波在媒体中导致如下五种效应：力学效应热学效应光学效应电学效应和化学效应金属凝固过程中超声波的导入设备超声凝固设备主要包括三部分：超声电源、超声换能器和超声变幅杆。超声换能器是将电能转变为超声能的器件。目前常用的换能器有压电换能器和磁致收缩换能器两种，前者可提供较高的频率，后者可提供较大功率，且稳定性较好，更适用于高温熔体在超声场中的应用。变幅杆是将超声能直接传递给金属液的中介，由于超声空化作用对变幅杆的侵蚀相当严重，即使对于低熔点的有色合金而言，不锈钢变幅杆的空化侵蚀速度也是相当严重的。对于低熔点合金而言，碳钢和不锈钢变幅杆在熔体中所受到的空化腐蚀十分严重，导致使用寿命大大缩减。因此，变幅杆的选择是一个需要认真考虑的问题，既要使其与高温合金保持良好的能量耦合，又要尽量减少高温侵蚀。关于变幅杆材料的选择，许多学者进行了大量的研究。从大量的文献报道来看，尽管钛制变幅杆在铝合金熔体中的溶解量达到了5%，但是相对与其他变幅杆钛制变幅杆是较好的选择。同时也有研究表明，金属陶瓷既可以承受较强的超声振动又能抵抗高温钢液的侵蚀，也许陶瓷棒才是作为变幅杆的最佳选择。目前，超声变幅杆的材质主要有碳钢、不锈钢、镀氮化钛、钛合金以及金属与陶瓷的组合物等。金属凝固过程中超声波的导入方式超声波的导入方式对金属凝固组织和超声波的利用率都有很大的影响。功率超声施振方式...
