Vol.25 No.5 陈美英等：喷射沉积Si-A合金的数值模拟结果与分析 ·431· 雾化气体的压力对整体固相分数的影响比 0.25 1.0 MPa 较复杂.提高雾化气体压力将降低雾化液滴的质 0.8 MPa 量中径，同时，液滴的尺寸分布曲线将向小尺寸 新0.20 方向移动，见图4.图5给出了在0.6,0.8及1.0 畜015 0.6 MPa MPa三种雾化压力条件下的整体固相分数.随雾 化气体压力的增加，固相分数有所增加. 豪 0.05 图6反映了雾化压力为0.8MPa、熔体过热 (导流管出口过热温度)为100K时不同沉积距离 0 10 102 10 10 处的整体固相分数，其提高的程度为每延长距离 熔滴颗粒尺寸/μm 2cm,固相分数提高1.3%. 图4雾化压力对熔滴尺寸分布的影响 Fig.4 Effect of atomizing pressure on droplet size 0.8 0.75 1.0 MPa 滋0.70 0.6f 至06s 0.8 MPa 0.5- 0.60 雾化压力为0.8MPa 4 0.6 MPa 0.55 熔体过热100K 熔体过热I00K 0.50 0.3 0.30 0.350.400.450.50 0.60 0.300.350.400.45 0.500.60 沉积距离/m 沉积距离m 图6不同沉积距离处雾化锥内固相分数 图5雾化气体压力对固相分数的影响 Fig.6 Solid fraction in the whole spray cone at different Fig.5 Effect of pressure on solid fraction axial distances 3显微组织分析 铸态显著变小，枝晶状的共晶体没有出现，这就 图7(a),b)分别为同一成分的铸态与沉积态 避免了由于Si相粗大所造成的恶劣影响. 显微组织.与铸态组织相比，沉积态组织中的初 图8(a),(b)为A1-70%Si合金分别在雾化压力 晶硅相变得细小均匀，弥散分布，基体的尺寸较 为0.6和0.8MPa喷射沉积态的显微组织.可得出 (a) (b) 图7铸态和喷射沉积态组织对比.(a)铸态，b)沉积态 Fig.7 Micrographs of Si-Al alloys produced by spray forming and traditional casting respectively 图8雾化压力对沉积态组织的影响.(a)雾化压力为0.6MPa,(b)雾化压力为0.8MDPa Fig.8 Effect of pressure on the microstructure of spray-formed billetsV b l . 2 5 N 0 . 5 陈 美英 等 : 喷 射 沉积 S i es A I 合金 的 数值 模拟 结 果 与分 析 氧饭饵澳坎啊 雾 化 气 体 的 压 力 对 整 体 固相 分 数 的影 响 比 较 复 杂 . 提 高雾 化 气 体压 力 将 降低 雾化 液 滴 的质 量 中径 , 同 时 , 液 滴 的 尺 寸 分布 曲线 将 向小 尺 寸 方 向移动 , 见 图 4 . 图 5 给 出 了在 .0 6 , .0 8 及 1 . 0 M P a 三 种 雾 化压 力 条件 下 的 整体 固相分 数 . 随雾 化 气 体压 力 的增 加 , 固 相分 数 有 所 增 加 . 图 6 反 映 了雾 化 压 力 为 .0 8 M P a 、 熔 体过 热 ( 导流 管 出 口 过 热 温度 ) 为 10 0 K 时 不 同沉 积距 离 处 的整 体 固相 分 数 , 其 提 高 的程 度 为每 延 长距 离 Z c m , 固相分 数 提 高 1 . 3% . ’ ` “ M件…长 一 0 · ` MP a 丫 。 ’ 6 … . 熔 滴 颗粒 尺 寸乍 仪m 图 4 雾化 压 力对 熔滴 尺 寸 分布 的 影响 F i g . 4 E fe e t o f a t o m 议in g P r e s s u er o n d or P l e t s 抚e 1 . 0 M P a 0 . 7 5 0 . 漏求霉园袒攀牟脉 7 0 0 . 6 0 . 5 0 . 8 M P a 一一一 户 0 . 6 M P a 0 . 6 5 0 . 6 0 0 . 5 5 雾化压力为 0 . 8 M P a 熔体过热 l o K 象契求阿牟仗攀林 熔体过热 10 K 0 . 3 0 0 . 3 5 0 . 4 0 0 . 4 5 0 . 5 0 0 . 6 0 沉 积 距离 m/ 图 5 雾化 气体 压 力对 固 相分 数 的影 响 夕19 . 5 E fe c t o f P er s s u er o n s o li d fr a e t i o n 0 . 5 0 } . , , … ! 0 . 3 0 0 . 3 5 0 . 4 0 0 . 4 5 0 . 50 0 . 60 沉积 距 离 m/ 图 6 不 同 沉积 距 离处 雾 化锥 内 固相 分数 F i g . 6 S o li d fr a e t i o n i n t h e w h o l e s p r a y e o n e a t d ifl er r e n t a x i a l d i s t a n e e s 3 显 微组 织分 析 图 7 a( ) , (b) 分别 为 同 一成 分 的铸 态 与沉 积 态 显 微 组 织 . 与 铸 态组 织 相 比 , 沉 积 态 组织 中 的初 晶硅 相 变得 细 小 均 匀 , 弥 散 分布 , 基 体 的尺 寸 较 铸 态显 著 变 小 , 枝 晶状 的 共 晶体 没 有 出现 , 这 就 避 免 了 由于 iS 相粗 大 所 造 成 的 恶劣 影 响 . 图 8 (a) , (b) 为 A 卜7 0% is 合 金 分别 在 雾 化 压 力 为 .0 6 和 0 . 8 M P a 喷射 沉 积 态 的显 微 组织 . 可 得 出 F i g . 7 图 8 图 7 铸 态和 喷射 沉 积 态组 织对 比 . (a) 铸 态 , (b) 沉积 态 M i e or g r a Ph s o f s i 一 A l a ll o y s Por d u e e d b y s P r a y fo r m in g a n d t r a d i t i o n a l c a s t i n g er s Pec t iv e ly {墉藐蘸蘸漏 雾化 压 力对 沉积 态 组 织 的影 响 . ( a) 雾 化 压 力为 .0 6 M P a , ( b ) 雾 化压 力 为 .0 S M P a F ig . 8 E fe e t o f P r e s s u r e o n t h e m i e r o s t r u e t u r e o f s P r a y 一 fo r m e d b il e t s