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金屬凝固過程中形成的柱狀晶和等軸晶是兩種典型的凝固組織，它們與鑄坯的宏觀缺陷密切相關(guān)。通常柱狀晶組織會導(dǎo)致其后軋材力學(xué)性能及工藝性能的惡化，而等軸晶有利于其后軋材力學(xué)性能的提高，是金屬凝固所期望得到的組織。增加凝固過程中的形核率和抑制晶粒生長是獲得細(xì)小等軸晶的有效方法。

其技術(shù)特征是：當(dāng)一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)且進(jìn)行高頻振動的晶核發(fā)射器棒體插入金屬液內(nèi)時，在棒體表面將迅速形成大量的細(xì)小晶粒，這些晶粒在振動的作用下可被連續(xù)不斷地彈射至金屬液中，成為金屬液凝固過程中等軸晶的形核核心，從而提高鑄坯組織的均勻性。分別以30%氯化銨水溶液、鋅和不銹鋼為研究對象進(jìn)行了大量的物理模擬實驗，初步探討了振動激發(fā)金屬液形核過程機(jī)理，考察了振動激發(fā)金屬液形核技術(shù)對于促進(jìn)鑄坯均質(zhì)化的效果。

結(jié)果表明：振動激發(fā)形核過程中產(chǎn)生的晶粒始于晶核發(fā)射器棒體的表面；振動和冷卻促進(jìn)了溶液表面結(jié)晶雨的形成；為了促進(jìn)晶核的游離，要確保棒體表面的溫度介于溶液的固、液相線溫度之間；對金屬液進(jìn)行振動激發(fā)形核處理后，鋅和不銹鋼的凝固組織中的等軸晶率可達(dá)到80%。通過對鐵素體不銹鋼液進(jìn)行振動激發(fā)形核處理后，鋼的凝固組織中等軸晶率可提高到80%以上。