·668· 北京科技大学学报 第34卷 50 um 50m 50m 501m 图2不同超声功率下的合金微观结构.(a)中心，无超声：(b)边部，无超声：(c)中心，135W:(d)边部，135W:()中心，170W:(0边部， 170W:(g中心，200W:(h)边部，200W Fig.2 Microstructures of the aluminum alloy at different ultrasonic powers:(a)central part without ultrasound:(b)edge part without ultrasound; (c)central part with 135 W:(d)edge part with 135 W:(e)central part with 170 W:(f)edge part with 170W:(g)central part with 200 W:(h) edge part with 200 W 0.0 0.06 d 0.04 Z知 0.04 -Zn Mg 0.02 0.02 0 0 -0.02 -0.02 -0.04 -0.04 0.066 10 20304050 60 006% 10 2030 40 50 与表面离mm 与表面离mm 0.06 0.06 -Z如 0.04 -Mg 0.04 ★Cu 0.02 0.02 0 -0.02 -0.02 Z Mg 0.04 0.04 0.066 10 20304050 60 10 203040 50 60 与表面距离/mm 与表面距离mm 图3不同超声功率下溶质元素宏观偏析分布.(a)无超声：()135W:(c)170W:(d)200W Fig.3 Macro-segregation profiles of solute elements at different ultrasonic powers:(a)without ultrasound:(b)135 W:(c)170 W:(d)200 W 效地减弱了正偏析，且超声功率越大，对正偏析的抑 最低值，其宏观偏析的弱化效果最好.功率继续增 制效果越好.在铸锭的中心部位，170W时Zn、Mg 加到200W,Zn、Mg和Cu的偏析指数达到0.1118、 和Cu的偏析率为0.0071、-0.0040和0.0091；200 0.0913和0.1087，其宏观偏析程度显著增大并到达 W时达到实验的最大值，其值分别为0.0513、 实验的最大值.从整个铸锭径向溶质元素偏析程度 0.0348和0.0300.溶质元素随功率的增加呈现中 考虑，对7050铝合金熔体施加超声功率的最佳值为 心富集的趋势，铸锭中心的偏析率增大.图4为溶 170W.当功率为200W,铸锭的中心正偏析达到 质元素Zn、Mg和Cu偏析指数随施振功率增加的变 最大 化情况.在170W超声作用下，Zn、Mg和Cu偏析指 铸锭宏观偏析主要受溶质元素在固相和液相之 数分别为0.0593、0.0565和0.0319，均达到实验的 间的相对运动的影响可.目前关于超声场强化传质北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 2 不同超声功率下的合金微观结构． ( a) 中心，无超声; ( b) 边部，无超声; ( c) 中心，135 W; ( d) 边部，135 W; ( e) 中心，170 W; ( f) 边部， 170 W; ( g) 中心，200 W; ( h) 边部，200 W Fig． 2 Microstructures of the aluminum alloy at different ultrasonic powers: ( a) central part without ultrasound; ( b) edge part without ultrasound; ( c) central part with 135 W; ( d) edge part with 135 W; ( e) central part with 170 W; ( f) edge part with 170 W; ( g) central part with 200 W; ( h) edge part with 200 W 图 3 不同超声功率下溶质元素宏观偏析分布 . ( a) 无超声; ( b) 135 W; ( c) 170 W; ( d) 200 W Fig． 3 Macro-segregation profiles of solute elements at different ultrasonic powers: ( a) without ultrasound; ( b) 135 W; ( c) 170 W; ( d) 200 W 效地减弱了正偏析，且超声功率越大，对正偏析的抑 制效果越好． 在铸锭的中心部位，170 W 时 Zn、Mg 和 Cu 的偏析率为 0. 007 1、－ 0. 004 0 和 0. 009 1; 200 W 时达到实验的最大值，其 值 分 别 为 0. 051 3、 0. 034 8和 0. 030 0． 溶质元素随功率的增加呈现中 心富集的趋势，铸锭中心的偏析率增大． 图 4 为溶 质元素 Zn、Mg 和 Cu 偏析指数随施振功率增加的变 化情况． 在 170 W 超声作用下，Zn、Mg 和 Cu 偏析指 数分别为 0. 059 3、0. 056 5 和 0. 031 9，均达到实验的 最低值，其宏观偏析的弱化效果最好． 功率继续增 加到 200 W，Zn、Mg 和 Cu 的偏析指数达到 0. 111 8、 0. 091 3和 0. 108 7，其宏观偏析程度显著增大并到达 实验的最大值． 从整个铸锭径向溶质元素偏析程度 考虑，对 7050 铝合金熔体施加超声功率的最佳值为 170 W． 当功率为 200 W，铸锭的中心正偏析达到 最大． 铸锭宏观偏析主要受溶质元素在固相和液相之 间的相对运动的影响［9］． 目前关于超声场强化传质 ·668·