[发明专利]一种超声致金属熔体结构变化的在线检测方法

摘要

本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种超声致金属熔体结构变化的在线检测方法。本发明将金属熔体加热再缓慢降低直至稳定在金属熔体测试温度T，采用电阻测试仪测量金属熔体的电阻参数，即电阻值R或电阻率ρ随时间t的变化数据，当金属熔体的电阻参数稳定不变后，对金属熔体施加一定频率f和功率P的功率超声，设定施加时间长度为Δt₀，并继续保温，得到超声处理过程中以及超声处理之后金属熔体的电阻参数随时间的变化曲线。本发明通过对金属熔体预处理过程中以及超声处理之后的整个行程中的电阻或电阻率变化的检测，对该熔体适合的铸造时间和凝固后的组织进行预测，最终实现金属熔体凝固组织的显著细化。

主权项

一种超声致金属熔体结构变化的在线检测方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）将金属熔体加热升温至液相线以上200～300℃，保温至少30min，再缓慢降低直至稳定在金属熔体测试温度T，采用电阻测试仪测量金属熔体的电阻参数，即电阻值R或电阻率ρ随时间t的变化数据；（2）当金属熔体的电阻值稳定在R₀或电阻率稳定在ρ₀稳定不变后，对金属熔体施加一定频率f和功率P的功率超声，设定施加时间长度为Δt₀，并继续保温，得到超声处理过程中以及超声处理之后金属熔体的电阻参数随时间的变化曲线；根据上述超声处理前后及超声处理过程中电阻参数随时间变化曲线，检测得到在施加超声期间，金属熔体的电阻或电阻率产生显著变化，此时金属熔体的电阻值为R′，其变化量为ΔR＝|R′‑R₀|，称为电阻的瞬态变化量；在停止超声时，金属熔体的电阻为R″，此时的变化量为Δr＝|R″‑R₀|，Δr远小于ΔR，称为电阻的持久变化量，且Δr在Δt₁时间段内保持不变，之后在Δt₂时间段内，金属熔体的电阻值R″逐渐减小并最终恢复为超声处理之前的R₀，Δr也逐渐减小，最终变为零；所述的Δt₁反映了超声致熔体结构变化稳定保持的时间段，即该亚稳态结构保持动态平衡的阶段，称为超声致亚稳结构稳定期，也是反映该超声处理条件下熔体凝固实现最好细化效果的有效时间段，也称为超声孕育最优期；所述的Δt₂反映了熔体结构向超声处理之前靠近并逐渐恢复原状的过程，称为超声致亚稳结构复原期，也是超声处理逐渐失效的过程，即超声孕育衰减期；Δt=Δt₁+Δt₂反映了超声致熔体结构保持变化的时间段，称为超声致亚稳结构存留期，即超声处理停止之后熔体保温时间若超过Δt，则熔体的超声预处理效果完全消失，也称超声孕育有效期。