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离心精铸大型钛合金机匣铸造模拟及缩松缩孔缺陷分析 被引量：1
1
作者 冉兴 陈义斯 +4 位作者 高晓慧 龙兴权 付志鹏 何良菊 李培杰 《铸造》 2025年第3期344-349,共6页
燃气轮机中钛合金机匣具有尺寸大和结构复杂的特征,一体化成形后铸件易出现缩松缩孔缺陷。本文结合铸件结构分析和离心精铸工艺特点,设计了直浇道、横浇道和内浇道截面积比例为1∶1.5∶2.3的开放式底注螺旋型浇注系统。采用ProCAST软件... 燃气轮机中钛合金机匣具有尺寸大和结构复杂的特征,一体化成形后铸件易出现缩松缩孔缺陷。本文结合铸件结构分析和离心精铸工艺特点,设计了直浇道、横浇道和内浇道截面积比例为1∶1.5∶2.3的开放式底注螺旋型浇注系统。采用ProCAST软件对其进行充型凝固数值模拟,研究了低离心转速下钛合金熔体的充型行为,探讨了凝固过程铸件各区域固相率的演变规律。发现该机匣中缩松缩孔倾向于在厚大部位、流道面转接和底部浇口连接处,主要原因是补缩不足、散热滞后和底部浇道高温影响。通过试铸铸件X光透视观察,对比了铸造模拟和工程试铸中冶金缺陷的分布规律。基于此,提出了一系列工艺改进措施对后续高质量的批量化生产具有重要的工程价值。 展开更多
关键词 钛合金 机匣 数值模拟 离心浇注 凝固缺陷
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碎钛料对TC4合金铸锭微观组织与力学性能的影响
2
作者 贺同正 吴敬玺 +3 位作者 罗国军 沈选金 唐丽英 陈玉勇 《钢铁钒钛》 北大核心 2025年第2期39-45,82,共8页
采用钛板切边、钛屑、钛坯切头及高纯原料制备了TC4合金铸锭,从成分、微观组织、硬度等方面系统分析了不同类型碎钛料对离心铸造技术的适用性。结果表明,四类铸锭中N、O、H等杂质元素的含量均符合GB/T6614−2014要求;但是,由于碎钛料在... 采用钛板切边、钛屑、钛坯切头及高纯原料制备了TC4合金铸锭,从成分、微观组织、硬度等方面系统分析了不同类型碎钛料对离心铸造技术的适用性。结果表明,四类铸锭中N、O、H等杂质元素的含量均符合GB/T6614−2014要求;但是,由于碎钛料在不同的热加工过程中会发生物理和化学变化,从而对合金凝固过程产生重要影响,使铸锭微观组织和性能存在一定差异。四类铸锭的硬度均满足GB/T6614−2014要求,这进一步证实了离心铸造技术可以较好地适用于碎钛料回收。热处理后,4^(#)合金的微观组织均匀化程度显著改善,异常组织区域完全消失。真空气淬工艺Ⅰ处理后试样的硬度值(HRC)最大,为32.5。 展开更多
关键词 碎钛料 TC4合金 微观组织 硬度 真空热处理
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空心铜管坯水平电磁连铸过程的电磁效应研究 被引量：12
3
作者 李丘林 李新涛 +3 位作者 李廷举 金俊泽 刘伟 鲍崇高 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1003-1006,共4页
以中试规模的空心管坯水平连续铸造系统为基础,研究了不同功率的中频电磁场对空心铜管坯凝固组织及力学性能的影响,提出了在空心铜管坯水平连铸过程中施加中频电磁场改善铸坯质量的方法.研究结果表明:当施加频率为1 kHz的电磁场时,空心... 以中试规模的空心管坯水平连续铸造系统为基础,研究了不同功率的中频电磁场对空心铜管坯凝固组织及力学性能的影响,提出了在空心铜管坯水平连铸过程中施加中频电磁场改善铸坯质量的方法.研究结果表明:当施加频率为1 kHz的电磁场时,空心管坯的表面粗糙度降低了约50%;当施加功率为20 kW的电磁场时,空心铜管坯的组织得到细化,抗拉强度提高了约40%,延伸率提高了50%;当施加30 kW的电磁场时,铜管坯组织粗化,力学性能下降. 展开更多
关键词 中频电磁场 水平连铸 管坯 凝固组织 力学性能 空心管坯 水平连续 连铸过程 铜管坯 效应研究
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TiAl基合金杆形件铸造缺陷与铸造方法的关系 被引量：10
4
作者 苏彦庆 刘畅 +2 位作者 毕维升 郭景杰 贾均 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期11-12,共2页
通过对铸造TiAl合金杆形件的尺寸及微观组织研究发现 ,TiAl合金浇注温度在 15 95～ 1685℃范围内 ,熔体凝固收缩率s =(74.2 0 96-0 .0 945 8t + 3 .0 65 75× 10 -5t2 ) ,而且微观疏松严重。研究了 3种铸造工艺对TiAl合金杆形件内... 通过对铸造TiAl合金杆形件的尺寸及微观组织研究发现 ,TiAl合金浇注温度在 15 95～ 1685℃范围内 ,熔体凝固收缩率s =(74.2 0 96-0 .0 945 8t + 3 .0 65 75× 10 -5t2 ) ,而且微观疏松严重。研究了 3种铸造工艺对TiAl合金杆形件内部疏松分布的影响 ,结果表明重力铸造时疏松分布在杆形件的中轴线上 ,而离心铸造时 ,疏松量减少 ,但疏松分布位置偏离中轴线 ,这种分布的疏松会导致杆形件在热等静压后发生弯曲而报废。利用石蜡模拟了杆形件离心浇注充型过程 ,结果表明 ,杆形件的任意截面熔体充填时先充填迎流面 ,通过回流充填背流面 ,致使同一截面内熔体凝固进程不是轴对称分布 ,最后凝固区域远离中轴线偏向背流面 ,这种偏离在杆形件的入口处最严重 ,对应杆形件该部位热等静压后的变形量最大。 展开更多
关键词 铸造缺陷 铸造方法 TIAL合金 杆形件 离心铸造 疏松
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离心铸造AZ61A镁合金管的显微组织和力学性能 被引量：15
5
作者 滕海涛 张小立 +1 位作者 齐凯 李廷举 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1465-1469,共5页
利用离心铸造工艺制备大口径AZ61A镁合金薄壁管,研究了其显微组织及力学性能,与传统砂型凝固铸件进行了比较分析。结果表明,离心铸造镁合金管晶粒得到了显著的细化;平衡凝固条件下的L→α-Mg+β-Mg17Al12共晶转变在很大程度上被抑制,形... 利用离心铸造工艺制备大口径AZ61A镁合金薄壁管,研究了其显微组织及力学性能,与传统砂型凝固铸件进行了比较分析。结果表明,离心铸造镁合金管晶粒得到了显著的细化;平衡凝固条件下的L→α-Mg+β-Mg17Al12共晶转变在很大程度上被抑制,形成以过饱和初生相α-Mg为主相的凝固组织;合金元素的整体分布均衡;力学性能得到提高,断口上存在大量韧窝,具有准解理断裂特性,显示塑性得到了明显改善。 展开更多
关键词 离心铸造 镁合金 显微组织 力学性能 断口形貌
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Ti-6-4合金熔体离心铸造过程中流态分析 被引量：11
6
作者 郭景杰 盛文斌 +2 位作者 苏彦庆 丁宏升 贾均 《特种铸造及有色合金》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期13-16,共4页
针对金属型离心浇铸Ti 6Al 4V(Ti 6 4 )合金人工骨关节 ,对其充型过程进行了理论分析 ,得出了熔体离心充型过程中的层流判据以及熔体自由面倾角的变化规律。结果表明 ,离心力场下 ,熔体充型时可保持的层流长度随转台转速的提高而减小 ;... 针对金属型离心浇铸Ti 6Al 4V(Ti 6 4 )合金人工骨关节 ,对其充型过程进行了理论分析 ,得出了熔体离心充型过程中的层流判据以及熔体自由面倾角的变化规律。结果表明 ,离心力场下 ,熔体充型时可保持的层流长度随转台转速的提高而减小 ;熔体自由表面将发生倾斜 ,最终趋于竖直。此外 ,讨论了离心力场下铸件内部卷入性气孔和偏中心线缩松的产生原因及分布规律。 展开更多
关键词 人工骨关节 钛合金熔体 离心铸造 流态分析
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铁基SiC陶瓷颗粒表面耐磨复合材料的研制 被引量：31
7
作者 王玉玮 刘进平 +1 位作者 施廷藻 佟铭铎 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 1990年第11期15-20,共6页
采用离心渗铸法,研制了铸铁基SiC陶瓷颗粒表面耐磨复合村料。对金属液的浇注温度、离心力大小、粒子的预热温度和铸型预热温度与复合层厚度的关系进行了较系统的研究,得到了复合层厚度与浇注温度、离心力。粒子预热温度和铸型预热温度... 采用离心渗铸法,研制了铸铁基SiC陶瓷颗粒表面耐磨复合村料。对金属液的浇注温度、离心力大小、粒子的预热温度和铸型预热温度与复合层厚度的关系进行了较系统的研究,得到了复合层厚度与浇注温度、离心力。粒子预热温度和铸型预热温度的关系方程式和关系曲线。获得了最大复合层厚度与强化相粒度的关系曲线。对影响复合过程的所有因素之行综合分析后,提出了溃散因子、温度因子和结构因子的概念,建立了三者之间的定性关系式,定性地说明了渗铸过程及溃散机理。 展开更多
关键词 离心渗铸 陶瓷 颗粒 耐磨 复合材料
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TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程数值模拟的试验验证 被引量：12
8
作者 吴士平 郭景杰 +1 位作者 苏彦庆 贾均 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2001年第9期561-563,共3页
TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程较其它铸造过程的充型有很大的不同 ,它是在重力场、离心力场及科里奥利力场共同作用下完成的充型过程。本文通过对离心铸造充型过程的液体进行受力分析 ,依据描述流体流动行为的N S方程及连续性方程 ... TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程较其它铸造过程的充型有很大的不同 ,它是在重力场、离心力场及科里奥利力场共同作用下完成的充型过程。本文通过对离心铸造充型过程的液体进行受力分析 ,依据描述流体流动行为的N S方程及连续性方程 ,建立了TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程数值模拟模型 ,为研究TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程及缺陷形成规律提供了新的研究方法 。 展开更多
关键词 TIAL基合金 离心铸造 充型 数值模拟 排气阀 汽车
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电磁离心铸造工艺的研究 被引量：10
9
作者 葛云龙 杨院生 +3 位作者 焦育宁 胡壮麒 高允彦 贾光霖 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期B134-B135,共2页
本文首次提出并研究了电磁场中离心铸造新工艺及其产品的组织和性能.
关键词 电磁场 高心铸造 耐热钢 铝铜合金
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一种钛合金镜筒的石墨型离心铸造工艺 被引量：12
10
作者 游涛 吴鹏 +3 位作者 姚谦 赵军 曲玉福 王利 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期434-436,共3页
介绍了某光学设备上使用的钛合金镜筒铸件的石墨型离心铸造工艺。分析了铸件出现浇不足缺陷的原因,通过浇注系统的改进解决了铸件的成形问题,并最终获得了合格的钛合金镜筒铸件。
关键词 钛合金 镜筒 石墨型 离心铸造
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离心铸造高速钢轧辊偏析控制技术研究 被引量：15
11
作者 符寒光 弭尚林 +1 位作者 邢建东 蒋志强 《铸造》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期386-390,共5页
在高速钢轧辊离心铸造凝固过程中加入电磁搅拌,可明显减轻高速钢轧辊偏析,研究了磁场强度对高速钢轧辊偏析的影响,随着磁场强度的增加,元素偏析减轻,但磁场强度超过0 053T后,钒元素偏析反而增大。分析了外加电磁场减轻离心铸造高速钢轧... 在高速钢轧辊离心铸造凝固过程中加入电磁搅拌,可明显减轻高速钢轧辊偏析,研究了磁场强度对高速钢轧辊偏析的影响,随着磁场强度的增加,元素偏析减轻,但磁场强度超过0 053T后,钒元素偏析反而增大。分析了外加电磁场减轻离心铸造高速钢轧辊偏析的原因。 展开更多
关键词 高速钢轧辊 离心铸造 偏析 电磁搅拌
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电磁离心铸造过程中液态金属角速度分布数学模型 被引量：8
12
作者 邱以清 王溪 +2 位作者 贾光霖 高允彦 杨洪才 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期181-183,共3页
在对电磁离心工艺深入分析的基础上 ,建立了该工艺过程中液态金属角速度分布数学模型·并模拟了不同磁场强度下 ,液态金属角速度分布·结果表明 :为避免铸件产生缩松 ,在电磁离心铸造过程中 。
关键词 角速度分布 磁场强度 电磁离心铸造 液态金属 数学模型
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复杂钛合金铸件立式离心铸造过程的数值模拟 被引量：11
13
作者 王欢 王红红 +6 位作者 周建新 闫金 南海 廖敦明 王红 殷亚军 陈涛 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期178-181,共4页
利用三维可视化离心铸造数值模拟技术模拟某钛合金薄壁件的充型凝固过程,预测缺陷可能的位置。重点分析缺陷区域在不同转速下的缩松、缩孔分布情况,给出最佳转速。结果表明,缩松缩孔出现在铸件热节部位,与实际铸件X光检测显示一致。对... 利用三维可视化离心铸造数值模拟技术模拟某钛合金薄壁件的充型凝固过程,预测缺陷可能的位置。重点分析缺陷区域在不同转速下的缩松、缩孔分布情况,给出最佳转速。结果表明,缩松缩孔出现在铸件热节部位,与实际铸件X光检测显示一致。对比发现,在150r/min时的铸件缩孔明显减小。这是由于转速增大离心力增大,熔体充填型腔的能力增强,有效减小了缩孔体积,改善了缺陷情况。 展开更多
关键词 立式离心铸造 数值模拟 缩松 缩孔 转速
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ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟 被引量：11
14
作者 楚玉东 常辉 +4 位作者 黄东 南海 钟宏 赵亚利 李金山 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期133-136,共4页
采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布。结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但... 采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布。结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合。 展开更多
关键词 ZTC4钛合金 离心铸造 数值模拟 缺陷 PROCAST软件
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利用Niyama判据预测离心铸造轧辊缩孔缩松缺陷 被引量：11
15
作者 刘利刚 杨庆祥 +3 位作者 李强 王玉辉 李达 廖波 《铸造技术》 CAS 北大核心 2009年第12期1580-1582,共3页
采用有限元法建立模型,利用等价比热法处理相变潜热,对大型离心铸造轧辊浇注及冷却过程的温度场进行了数值模拟。通过计算轧辊各部位的温度梯度和冷却速度,利用新山英辅(Niyama)判据,对轧辊各部位出现缩孔缩松缺陷的趋势进行了预测,其... 采用有限元法建立模型,利用等价比热法处理相变潜热,对大型离心铸造轧辊浇注及冷却过程的温度场进行了数值模拟。通过计算轧辊各部位的温度梯度和冷却速度,利用新山英辅(Niyama)判据,对轧辊各部位出现缩孔缩松缺陷的趋势进行了预测,其结果与生产实际相吻合。 展开更多
关键词 有限元 离心铸造 温度场 数值模拟 缩孔缩松
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大型薄壁精密镁合金铸件铸造技术进展 被引量：11
16
作者 王艳光 彭晓东 +2 位作者 赵辉 谢卫东 魏群义 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2011年第5期101-105,共5页
介绍了砂型、低压、压铸、消失模、离心铸造大型、薄壁、精密镁合金铸件的优势和缺点,以及这些铸造技术的最新发展情况。针对航天工业的发展指出离心铸造镁合金的研究与发展方向。
关键词 镁合金铸件 消失模铸造 综述 离心铸造 计算机仿真
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离心铸造法制备Al_3Ti/Al原位自生功能梯度复合材料 被引量：15
17
作者 李健 陈体军 +1 位作者 郝远 袁承人 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第5期31-34,共4页
采用离心铸造法,用TiO2粉末与纯铝熔液原位反应生成Al3Ti颗粒增强相,获得了组织和性能在径向上呈梯度分布的Al3Ti/Al功能梯度复合材料。考察了材料的显微组织和硬度,Al3Ti颗粒和材料硬度在径向上由外向内呈梯度分布。研究分析了离心和... 采用离心铸造法,用TiO2粉末与纯铝熔液原位反应生成Al3Ti颗粒增强相,获得了组织和性能在径向上呈梯度分布的Al3Ti/Al功能梯度复合材料。考察了材料的显微组织和硬度,Al3Ti颗粒和材料硬度在径向上由外向内呈梯度分布。研究分析了离心和转速、TiO2加入量和激冷强度对复合材料组织和硬度的分布梯度的影响。结果表明,这些因素对复合材料组织和性能分布梯度的影响较大。 展开更多
关键词 功能梯度复合材料(FGM) 离心铸造 原位反应 Al3Ti颗粒
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立式离心铸造过程中熔体横截面的变化规律 被引量：7
18
作者 吴士平 历长云 +3 位作者 郭景杰 苏彦庆 毕维生 傅恒志 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1517-1521,共5页
对Ti合金立式离心铸件的充填和凝固过程进行研究。结果发现,在离心场下,柯氏力对熔体运动方向的改变影响非常大,熔体沿着与旋转方向相对的型壁进行正向加速充填,当达到最远端后反向充填。在正向充填过程中,对没有内浇道的铸型,熔体在横... 对Ti合金立式离心铸件的充填和凝固过程进行研究。结果发现,在离心场下,柯氏力对熔体运动方向的改变影响非常大,熔体沿着与旋转方向相对的型壁进行正向加速充填,当达到最远端后反向充填。在正向充填过程中,对没有内浇道的铸型,熔体在横浇道内的截面面积随充填长度的增加而逐渐减小,当横浇道侧壁存在内浇道时,熔体通过内浇道进入型腔,导致熔体在内浇道入口处产生速度降,熔体横截面面积在该处有所回升,然后随充填长度的增加而减少。同时,旋转方向对有内浇道铸型的充填顺序影响非常大。 展开更多
关键词 TI合金 石墨型 立式离心铸造 截面面积
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金属型离心铸造Ti-48%Al-2%Cr-2%Nb合金汽车排气阀的研制 被引量：6
19
作者 盛文斌 李东 +4 位作者 杨锐 郭景杰 刘羽寅 苏彦庆 贾均 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期129-133,共5页
本文利用离心铸造的方法 ,在金属型中浇铸了Ti 48%Al 2 %Cr 2 %Nb合金汽车排气阀 ,通过SEM、XRD和EMPA等分析手段 ,对排气阀坯件的表面层结构、组织形态、成分分布和力学性能等特征进行了检测 ,并将热等静压(HIP)处理后的排气阀安装到 4... 本文利用离心铸造的方法 ,在金属型中浇铸了Ti 48%Al 2 %Cr 2 %Nb合金汽车排气阀 ,通过SEM、XRD和EMPA等分析手段 ,对排气阀坯件的表面层结构、组织形态、成分分布和力学性能等特征进行了检测 ,并将热等静压(HIP)处理后的排气阀安装到 483Q型柴油发动机上进行了台架试验。结果表明 ,金属型离心浇铸Ti Al基合金排气阀 ,在保证阀体成分均匀性的同时 ,可在一定程度上细化铸件的显微组织。HIP处理后排气阀的平均力学性能为 :σb=670MPa ,σ0 2　 =5 2 7 5MPa和δ =3 %。进一步的台架测试结果表明 ,排气阀在测试过程中表现出了优异的密封性和耐磨性 。 展开更多
关键词 TI-AL基合金 离心铸造 金属型铸造 排气阀 汽车
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电磁驱动熔体流动与枝晶变形断裂模拟 被引量：8
20
作者 郭大勇 杨院生 +3 位作者 童文辉 花福安 程根发 胡壮麒 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期914-919,共6页
建立了电磁离心凝固过程熔体动量传递、传热和传质耦合数学模型,模拟计算了熔体在不同感应强度下的流动速度.计算结果表明,熔体在电磁力的作用下产生与铸模转动方向相反的流动,流动速度呈周期性分布,并且在凝固前沿达到最大.随着磁感应... 建立了电磁离心凝固过程熔体动量传递、传热和传质耦合数学模型,模拟计算了熔体在不同感应强度下的流动速度.计算结果表明,熔体在电磁力的作用下产生与铸模转动方向相反的流动,流动速度呈周期性分布,并且在凝固前沿达到最大.随着磁感应强度的增加,熔体流动速度达到的最大值也愈大.使用有限元软件ANSYS,把熔体流动计算结果作为参数,计算了枝晶的受力状态.通过计算表明,熔体流过枝晶会在枝晶周围产生很大的速度变化,流体对枝晶的冲刷可使枝晶产生机械折断.电磁搅拌通过增加断裂枝晶数量促进柱状晶-等轴晶转变. 展开更多
关键词 电磁离心铸造 柱状晶-等轴晶转变 枝晶折断
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