实验室研究了超声波对工业纯铝凝固组织的影响,找出了超声波影响金属铸锭凝固组织的一般规律,并将其应用的到工业中试验。研究表明,超声波处理明显改善工业纯铝的凝固组织,细化了晶粒,但是在工业试验中实验室所用设备功率并不能满足现场要求,试验效果不明显,需要根据现场条件改用大型超声波设备来实现晶粒的细化。

采用恒定的超声功率、频率和施振深度，在不同温度区问对铝熔体施加超声振动，探讨功率超声对工业纯铝熔体形核、晶体成长的影响及其作用机制。结果表明，经超声处理的铸锭，凝固组织显著细化，晶粒尺寸为77～405μm，平均抗拉强度纵向提高22．3％，横向提高20．5％，平均屈服强度纵向提高18．4％，横向提高17．5％，平均伸长率纵向提高30．7％，横向降低18．4％。超声空化效应对产生大量晶核、形成等轴晶组织起决定性作用。声流效应能阻止晶体长大、促进晶粒均匀分布、细化组织，但对晶核生成影响较小。当增大施振温度区间时，空化效应得到了充分发挥，结合声流搅拌作用，凝固组织细化程度提高。根据铸锭凝固组织，研究了功率超声的作用区域，发现选择合理的施振温度有利于工业纯铝的超声铸造。