1、Cu-Pb合金是一種典型的有應(yīng)用價值的偏晶合金，用該合金制備的軸承材料耐磨性能優(yōu)異，但是Cu-Pb合金凝固中難以避免的重力偏析使得制備溶質(zhì)均勻分布的偏晶合金材料非常困難，因而采用各種手段來抑制這種偏析一直是凝固工作者致力研究的目標(biāo)。 本文中，研究了強磁場對Cu-Pb亞偏晶合金、偏晶點合金及過偏晶合金的凝固組織的影響。并且通過改變磁感應(yīng)強度和凝固速度考察了強磁場對Cu-70％Pb及Cu-90％Pb凝固組織的影響。得到以下主要結(jié)論：

2、 (1)10T強磁場可以使Cu-30％Pb亞偏晶合金及Cu-36％Pb偏晶點合金中銅相粗化，并使基體中鉛分布均勻。 (2)在30℃/min的冷卻速度下，增加磁感應(yīng)強度，能減緩Cu-70％Pb合金上部富銅顆粒的偏聚；提高合金凝固速度達到100℃/min時，10T磁場對Cu-70％Pb合金的重力偏析抑制效果顯著，合金試樣上部不再是整塊的富銅相，已開始變成大塊的銅顆粒，且在試樣頂部出現(xiàn)了彌散的銅顆粒。 (3)隨著磁感應(yīng)

3、強度的增大，磁場對Cu-90％Pb合金的比重偏析抑制作用增強。當(dāng)磁感應(yīng)強度達到8T時，偏聚明顯減少，12T時偏聚幾乎完全消失，此時磁場使銅顆粒的偏析程度降低了約90％。 (4)在凝固速度為30℃/min的情況下，10T磁場已接近全部抑制Cu-90％Pb合金的比重偏析，而當(dāng)凝固速度達到100℃/min時，可以獲得第二相均勻分布的Cu-90％Pb合金。 (5)強磁場通過增加熔體粘度來減緩第二相顆粒的上浮。當(dāng)磁感應(yīng)強度達到12

4、T時，熔體的粘度增加3.5倍左右，液滴的上浮速度也將降低為無磁場時的1/3。 (6)磁場可以減輕自然對流。磁場可以降低描述自然對流的無量綱Rayleigh數(shù)和Grashof數(shù)，從而可以減緩因?qū)α鞫斐傻囊旱伍g的碰撞和凝并。隨著磁感應(yīng)強度的增加，磁場對對流的抑制作用增強。 (7)由于感生洛倫茲阻力效應(yīng)，縱向磁場也可以阻礙Cu-Pb合金中Cu顆粒的上浮，12T的縱向磁場使顆粒上浮速度降低為無磁場時的1/14。縱向磁場對顆粒由

5、于Marangoni對流引起的橫向運動的抑制作用更強，對50微米銅顆粒而言，當(dāng)磁感應(yīng)強度達到12T時，其速度降低為無磁場時的1/130。 (8)對橫向磁場中顆粒上浮速度的計算表明：橫向磁場對顆粒的上浮抑制作用強烈，對50微米銅顆粒而言，當(dāng)磁感應(yīng)強度達到12T時，其自由上浮速度可降低為無磁場時的1/100。因此利用橫向強磁場有望制備出均質(zhì)偏晶合金。 綜上所述，本文結(jié)果表明，通過增加磁感應(yīng)強度，提高冷卻速率，調(diào)整磁力線方向，