傾斜板熔體處理過程剪切與傳熱的研究.pdf

1、本文針對傾斜板法制備金屬半固態(tài)漿料技術(shù)，以A356合金為研究對象，研究了傾斜板熔體處理過程的剪切與傳熱規(guī)律，建立了傾斜板表面熔體的剪切作用計算模型，分析了傾斜板法制備金屬半固態(tài)漿料過程中的傳熱規(guī)律，獲得如下主要結(jié)果:
　　(1)金屬熔體在傾斜板上的流動類型包括層流流動和紊流流動。澆注高度不為零時，金屬熔體所受的剪應(yīng)力在層流階段隨著流動長度增加首先急劇下降，然后趨于平穩(wěn)，在紊流階段隨著流動長度增加逐漸增加。金屬熔體所受剪應(yīng)力距離板面

2、越近越大。傾斜板表面枝晶根部所受的彎曲應(yīng)力最大，隨著澆注高度和傾斜角的增加，傾斜板表面的枝晶根部彎曲應(yīng)力增加。
　　(2)傾斜板表面的枝晶根部的彎曲應(yīng)力大于臨界強(qiáng)度或與板面的粘附力時，枝晶就會斷裂并從傾斜板表面游離。在傾斜板上施加振動后，熔體所受的剪應(yīng)力增大，層流階段傾斜板表面的枝晶彎曲應(yīng)力增大，但是紊流階段傾斜板表面的枝晶彎曲應(yīng)力變化不大。
　　(3)傾斜板溫度邊界層厚度隨著流動長度的增加首先快速增加，然后趨于穩(wěn)定。溫度邊

3、界層厚度隨著傾斜角和澆注高度增加而增加。振動條件下的溫度邊界層厚度比無振動時溫度邊界層厚度小。
　　(4)無振動時，金屬熔體與傾斜板表面的平均換熱系數(shù)隨著傾斜板長度的增加先急劇下降，隨后趨于平穩(wěn)。隨著傾斜角和澆注高度的增大，平均換熱系數(shù)逐漸增大。施加振動可以提高金屬熔體與傾斜板之間的平均換熱系數(shù)。
　　(5)無振動時，通過傾斜板的熔體冷卻速率隨著傾斜板長度逐漸增加，并且分為三個階段無降溫階段、層流冷卻階段、紊流冷卻階段。在無