[发明专利]行波磁场定向凝固宽凝固区间合金糊状区实时自动调控方法及装置

说明书

行波磁场定向凝固宽凝固区间合金糊状区实时自动调控方法及装置，涉及行波磁场定向凝固过程中糊状区自动调控方法及装置。本发明为了解决现有宽凝固区间合金行波磁场定向凝固过程中存在不能对凝固过程、组织和性能进行稳定控制的问题。本发明针对不同宽凝固区间合金材料利用合金相图计算出计算出合金的液相线温度T_L和固相线温度T_S，并得出糊状区温度区间；根据恒定冷却速度和初始抽拉速度并确定温度梯度，进而确定糊状区温度区间的总长度并将其均分，对均分区域进行检测，根据均分区域的温度和基于T_L、T_S的关系，利用行波磁场进行定向凝固。主要用于合金凝固过程中的糊状区自动调控。

技术领域

本发明涉及行波磁场定向凝固过程中糊状区自动调控方法及装置。

背景技术

目前，对于合金的定向凝固过程通常采用恒定的抽拉速度进行材料制备，并没有考虑到随着试样不断向下抽拉过程中，糊状区的位置会发生一定的变化，且并没有针对该糊状区的变化采取较好的方法和应对措施，这导致在利用定向凝固方法制备宽凝固区间合金时，凝固过程会产生较多的不可控变量，影响实验结果。

目前，利用行波磁场定向凝固技术可以对宽凝固区间合金在凝固过程中产生熔体流动、补缩和搅拌作用，从而对合金组织、性能产生影响。但是在行波磁场施加过程中，势必会导致合金糊状区温度场的分布不均和位置发生较大的变化，这最终导致合金组织和性能在行波磁场作用下会产生不同于预测结果的现象，使得行波磁场定向凝固技术制备材料时变得不可控，无法实现对宽凝固区间合金在凝固过程中凝固过程、组织和性能实现自动化、数字化、智能化控制。

综上所述，针对宽凝固区间合金在行波磁场定向凝固过程中的糊状区不可控，以及凝固过程、组织和性能的不稳定问题，需要提出一种全新的糊状区实时自动调控技术，来保证糊状区位置一直处于磁场最佳作用区域，以及糊状区温度场整体的稳定性，从而实现对凝固过程、组织和性能的自动化、数字化、智能化控制。

发明内容

本发明的目的是解决现有宽凝固区间合金行波磁场定向凝固过程中无法满足合金糊状区位置和温度场的有效可控，从而不能对凝固过程、组织和性能进行稳定控制的问题。进而提供了一种行波磁场定向凝固宽凝固区间合金糊状区实时自动调控方法。

行波磁场定向凝固宽凝固区间合金糊状区实时自动调控方法，包括以下步骤：

S1、针对不同宽凝固区间合金材料利用合金相图计算出合金的液相线温度T_L，固相线温度T_S，并得出糊状区温度区间ΔT；

S2、根据实际实验或生产需要确定恒定冷却速度v_c；

S3、根据实际实验或生产需要确定初始抽拉速度v_g；

S4、根据恒定冷却速度和初始抽拉速度，通过公式G_T＝v_c/v_g，确定温度梯度G_T，

S5、根据糊状区温度区间和温度梯度，通过L_ΔT＝ΔT/G_T确定糊状区温度区间的总长度L_ΔT；

S6、在行波磁场发生器最佳作用区域内设置总长度为L_ΔT，平均分N-1等分并设置N个测温点，N≥3，从合金顶部到底部依次将测量温度表示为T₁、T₂、……、T_N；

S7、将凝固过程中合金顶部加热温度表示为T_A，底部温度表示为T_B；

所述T_A＞T_L，所述T_B＜T_S；