王 勃，王月宇，王付杰

(1. 运城学院 机电工程系；2. 运城学院 图书馆，山西 运城 044000)

引言

偏析是一种化学成分分布不均匀的现象，它在合金的凝固过程中普遍存在，且会恶化合金材料的使役性能，是凝固研究的关键问题之一[1]。电磁场作为一种非直接接触的物理场在材料科学领域，尤其是金属合金的凝固控制领域有着非常广泛的应用，人们尝试利用电磁场搅拌金属液从而改善冶金效果的研究可以追溯到20世纪三十年代[2，3]。到目前为止，电磁搅拌技术在冶金工业的应用已取得了长足的进步，Eckert等[4]采用低频脉冲磁场研究了不同脉冲参数下GaInSn合金液中心纵截面上的流动模式，结果表明调整合适的脉冲参数可实现金属液在竖直方向上的往返流动；曹志强等[5]研究了电磁搅拌对灰铸铁宏观片的影响，发现偏析随着合金凝固速率的降低和搅拌强度的增加而愈加强烈。

螺旋磁场由于集旋转磁场和行波磁场于一体的特点而越来越受到研究学者的青睐，如Cramer等人[6]研究了螺旋磁场作用下金属液的流动规律，结果表明，除非行波磁场的电磁力超过旋转磁场至少一个量级，否则双涡流的流动结构会一直存在；大连理工大学的赵倩、张楠、韩彦博等人[7-10]则研究了螺旋磁场对低熔点的Sn-Pb合金凝固组织和成分偏析的影响，发现螺旋磁场较旋转磁场能更好地消除成分偏析、破碎枝晶和细化晶粒。

本文以Al-7%Si合金为研究对象，在其凝固过程中施加了不同形式的螺旋磁场，并与无磁场的情形进行了对比，研究探讨了螺旋磁场对合金凝固和成分偏析的影响，进一步扩展了螺旋磁场在改善合金性能方面的应用。……