离心加速条件下金属液中粒子运动规律的理论分析

摘要

建立了金属液中第二相粒子在离心加速条件下的运动规律理论模型,并根据该理论模型分析了影响粒子运动规律的因素.结果表明,随时间延长,粒子由内向外移动的距离、速度都增大,呈指数变化.粒子直径越大、密度越大、转速越高,在同样时间内,粒子移动的距离越远.在传输过程中,不但有因尺寸不同引起的粒子追逐现象,而且有因密度不同引起的追逐现象,该现象是引起粒子碰撞、聚集及尺寸大(或密度大)粒子偏聚到试样外侧的主要原因.为减少粒子运动过程中的追逐、碰撞及由此引起的粒子聚集和不稳定流动现象,采用尺寸一致的同种粒子是非常必要的.径向上初始位置不同的两个粒子,其间距随时间延长逐渐增大.如果在径向一条直线上有多个同间距的粒子,离心移动一段时间后,虽然任意两相邻粒子的间距比开始态增大,但各相邻粒子间距在新的时刻仍是相等的.粒子最终在试样中的梯度分布,是粒子从靠近型壁处向内沉积及金属熔体冷却降温、粘度增大和凝固共同作用形成的.