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铸造的方法和工艺直接关系到铸锭质量，而凝固组织的细化有利于提高铸锭的综合性能。因此，探索细化组织晶粒的方法一直是材料领域研究的重要方向之一。脉冲磁场是近几年迅速发展起来的一种新型磁场，在凝固组织细化方面备受关注。本文采用仿真与试验结合的方法，利用自行设计两种作用方式的脉冲磁场发生装置，系统的研究了脉冲磁场对7A04铝合金凝固过程的影响。 采用ANSYS有限元仿真的方法，分别研究了加载矩形波、正弦波电流的脉冲磁场作用效果。结果表明，加载矩形波电流时，脉冲磁场作用下的熔体内磁感应强度、电磁能的数值均大于加载正弦波电流。加载矩形波电流的脉冲磁场瞬时产生的?B??t，会使得瞬时产生的高能量作用于熔体内，且熔体内的磁感应强度试验结果与仿真结果基本吻合。 在7A04铝合金凝固过程中加载矩形波电流，研究了纵向脉冲磁场对7A04铝合金凝固组织、凝固温度和性能的影响。结果表明，施加纵向脉冲磁场后，7A04铝合金的凝固组织晶粒均有不同程度的细化效果，且组织形貌由玫瑰花瓣状的枝晶转变为球状的等轴晶。在频率为20Hz，峰值电流为100A，电流占空比为20%时（最佳磁场参数），晶粒细化效果达到最佳，铸锭中心处、0.5R处、R处晶粒平均尺寸分别为122.9μm、120.38μm及114.7μm，铸锭径向晶粒尺寸较稳定、波动较小，与未施加磁场同位置的相比晶粒平均尺寸分别下降了24.3%、15.3%、22.6%。此外，施加纵向脉冲磁场后缩短了凝固时间，并且显著提高硬度，铸锭中心硬度与未施加磁场同位置的硬度相比提高了18.6%。 考虑到工厂的实际应用设备，又自行设计了一种表面脉冲磁场发生装置，利用该装置研究并验证了表面脉冲磁场对7A04铝合金铸锭凝固过程的影响，分析了不同磁场参数下的晶粒细化效果。结果表明，同样在最佳磁场参数，施加表面脉冲磁场时，铸锭中心处、0.5R处、R处位置较未施加磁场时同位置晶粒平均尺寸分别下降了40.8%、38.7%、34.5%。铸锭中心硬度与未施加磁场相位置提高了31.8%。而且，表面脉冲磁场处理后的铸锭轴向中心不同高度的凝固组织晶粒均匀，晶粒尺寸波动小且相对稳定。另外，表面脉冲磁场作用后同样缩短了凝固时间，并在液相凝固阶段的孕育期处理对凝固组织细化效果最佳。研究结果为脉冲磁场更好地的应用到工业铝合金铸造中提供了一定的理论技术支持。