申请/专利权人：上海大学

申请日：2019-08-23

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN110405167B

主分类号：B22D11/11(20060101)

分类号：B22D11/11(20060101);C22C21/02(20060101);C22F1/043(20060101);C21D1/63(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明公开了一种时变磁场下金属水平凝固研究装置,包括加热炉，顶部、底部和两侧覆盖隔热板的坩埚，可控制坩埚水平和竖直移动的导轨，承装上述设备带有滑轮的移动台，产生时变磁场的线圈，控制线圈内电流参数的电源控制柜，用于液淬的液淬槽，控制液淬槽上升的空气压缩机；通过在加热炉内加热盛装固态金属样品的坩埚，使得样品融化，将坩埚移出加热炉后，由于坩埚顶部、底部和两侧覆盖保温板，另外两侧暴露于空气中，因此坩埚内的金属液体由未覆盖保温板的两侧水平凝固，当坩埚置于线圈内，金属液体在时变磁场作用下水平凝固，达到某一时刻进行淬火，可记录金属液在时变磁场作用下，水平凝固过程中某一时刻的组织形貌、溶质分布等信息。

主权项：1.一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，其特征在于，该装置包括加热炉炉体1、加热炉炉盖2、轴承3、第一导轨4A、第二导轨4B、连接杆5、手持杆6、坩埚7、保温板8、第一不锈钢板9、液淬槽底座10、液淬槽11、支架12、水冷线圈13、空气压缩机14、气管15、滑轮16、电源控制柜17、移动台18，第二不锈钢板19；所述移动台18内部底面两侧均安装有第一导轨4A，所述加热炉炉体1放置在移动台18内部底面上，并处于两侧的第一导轨4A之间，移动台18内的两根第二导轨4B分别与内部底面两侧的第一导轨4A通过轴承3在竖直方向上垂直连接，并且第二导轨4B可在第一导轨4A上水平移动；手持杆6两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19两端设置有连接杆，该连接杆两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19位于手持杆6下方一定距离，所述手持杆6和第二不锈钢板19的两端轴承3通过连接杆5连接，手持杆6和第二不锈钢板19可以在第二导轨4B垂直上下移动并停留固定；所述第一不锈钢板9放置在第二不锈钢板19上，第一不锈钢板9和第二不锈钢板19中心均设置有孔，并且两个孔中心对齐，第二不锈钢板19下表面设置的保温板8穿过第一不锈钢板9上的孔；所述手持杆6中部下方悬挂的坩埚7依次穿过第一不锈钢板9和第二不锈钢板19上的孔，并且所述坩埚7两个侧面被所述保温板8包围，并且所述坩埚7底部焊接有保温板8；所述液淬槽底座10通过移动台18内部底面设置的孔置于地面上，并且不与移动台18相连，所述移动台18内部底面设置的孔的中心和加热炉炉体1放置的位置中心位于同一直线上，所述液淬槽11放置在所述液淬槽底座10上，液淬槽底座10与空气压缩机14通过气管15连接；所述液淬槽底座10充气后可将液淬槽11竖直顶起，两根支架12分别位于液淬槽11内部两侧；所述水冷线圈13由外部支架悬空固定在移动台18内部，并位于液淬槽11正上方，并且所述水冷线圈13与电源控制柜17连接。

全文数据：一种时变磁场下金属水平凝固研究装置与方法技术领域本发明属于金属材料凝固组织控制技术领域，尤其涉及一种时变磁场下金属水平凝固研究装置与方法。背景技术金属凝固组织的细化有利于提高金属的综合性能，在钢铁生产中显得尤为重要，目前，钢铁生产总量的80％由连铸完成。为了提高铸坯质量，往往采用多种手段提高铸坯中等轴晶率，传统方法包括提高拉速、在连铸不同位置施加冷却水，对铸坯进行保温、轧制等。此外，在结晶器、二冷区施加脉冲磁场也能显著提供等轴晶率。然而时变磁场作用下，连铸过程中晶粒细化的机理尚未完全认清。为了揭示上述机理，须研究外加磁场对连铸过程金属凝固的影响。因此需要在实验室条件下构建与金属连铸过程相同的凝固条件。已有研究磁场对金属凝固过程影响的装置和方法，往往是通过向垂直生长的金属施加外部磁场，进而研究磁场对金属凝固过程中枝晶形貌、生长、溶质分布等影响。实际连铸过程中，金属液并非垂直凝固，而是由外部铸坯向内部凝固，譬如二冷区的竖直段，金属液由铸坯表面水平向内凝固。为研究时变磁场下连铸二冷区晶粒细化机理，亟需在实验室条件下，构造与连铸二冷区金属液凝固方向相同的实验条件，并研究时变磁场对金属水平凝固的影响。发明内容发明目的：针对以上问题，本发明提出一种时变磁场下金属水平凝固装置与方法，通过该装置可以研究时变磁场对金属水平凝固的影响。技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，该装置包括加热炉炉体1、加热炉炉盖2、轴承3、第一导轨4A、第二导轨4B、连接杆5、手持杆6、坩埚7、保温板8、第一不锈钢板9、液淬槽底座10、液淬槽11、支架12、水冷线圈13、空气压缩机14、气管15、滑轮16、电源控制柜17、移动台18，第二不锈钢板19；所述移动台18内部底面两侧均安装有第一导轨4A，所述加热炉炉体1放置在移动台18内部底面上，并处于两侧的第一导轨4A之间，移动台18内的两根第二导轨4B分别与内部底面两侧的第一导轨4A通过轴承3在竖直方向上垂直连接，并且第二导轨4B可在第一导轨4A上水平移动；手持杆6两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19两端设置有连接杆，该连接杆两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19位于手持杆6下方一定距离，所述手持杆6和第二不锈钢板19的两端轴承3通过连接杆5连接，手持杆6和第二不锈钢板19可以在第二导轨4B垂直上下移动并停留固定；所述第一不锈钢板9放置在第二不锈钢板19上，第一不锈钢板9和第二不锈钢板19中心均设置有孔，并且两个孔中心对齐，第二不锈钢板19下表面设置的保温板8穿过第一不锈钢板9上的孔；所述手持杆6中部下方悬挂的坩埚7依次穿过第一不锈钢板9和第二不锈钢板19上的孔，并且所述坩埚7两个侧面被所述保温板8包围，所述坩埚7底部焊接有保温板8；提拉或水平移动手持杆6时，坩埚7、保温板8、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；所述液淬槽底座10通过移动台18内部底面设置的孔置于地面上，并且不与移动台18相连，所述移动台18内部底面设置的孔的中心和加热炉炉体1放置的位置中心位于同一直线上，所述液淬槽11放置在所述液淬槽底座10上，液淬槽底座10与空气压缩机14通过气管15连接；所述液淬槽底座10充气后可将液淬槽11竖直顶起，支架12位于液淬槽11内部两侧，可以同液淬槽11一同上升，移动台18底部安装有滑轮16；所述水冷线圈13由外部支架悬空固定在移动台18内部，并位于液淬槽11正上方，并且所述水冷线圈13与电源控制柜17连接。进一步的，所述热炉炉体1的顶部设置有炉盖2，并且炉盖2可水平滑动打开和关闭。进一步的，所述两根支架12的间距大于水冷线圈13，第一不锈钢板9以及连接的保温板8在液淬过程可被液淬槽11内部的支架12顶起。此外，本发明还提出了一种基于上述装置进行的一种时变磁场下金属水平凝固过程实验方法，该方法包括如下步骤：a将固态金属样品放置于坩埚7内；b将覆有保温板的坩埚盖放在坩埚7上；c向下移动手持杆6，将坩埚7置于加热炉炉体1内，闭合加热炉炉盖2，通过加热炉对坩埚7进行加热，直至样品熔化；d打开加热炉炉盖2，竖直向上提拉手持杆6，将坩埚7和保温板8提拉出加热炉炉体1；e坩埚7未覆盖隔热板的两个侧面接触空气，其它面保持保温状态，坩埚7内的样品在接触空气的一侧形成坯壳，开始水平向内凝固；f水平向右移动手持杆6，坩埚7、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；g当坩埚7移动到水冷线圈13正上方时，竖直向下移动手持杆6，将坩埚7与保温板8同时置于水冷线圈13内。h通过电源控制柜17向水冷线圈13通入时变电流，从而形成时变磁场；i通过步骤h处理预设时间后，开启空气压缩机14，空气由气管15进入液淬槽底座10，液淬槽11在空气作用下竖直向上运动，直至将坩埚2与水冷线圈13同时置于液淬槽11内，并且，液淬槽11内的支架12将第一不锈钢板9顶起，该过程保温板8被一同顶起不再包围坩埚7，实现对样品和线圈的同时淬火，液淬槽11事先预制适量淬火液，淬火液形式多样，可以是纯水、冰水混合物等。进一步的，所述水冷线圈9可根据需要施加静磁场、脉冲磁场、交变磁场、旋转磁场等，可用于研究各种形式磁场条件下，连铸坯的枝晶形貌和溶质分布进一步的，所述水冷线圈9的结构和位置可以调整，从而调整时变磁场的方向。进一步的，所述坩埚7内的合金为Al-Si合金、不同钢种等任一种。进一步的，所述坩埚7和水冷线圈9可同时置于淬火液11内，使得淬火过程中，样品区域的磁场分布不变。进一步的，所述水冷线圈9表面涂油环氧树脂，使得水冷线圈9置于淬火液11内时可保持绝缘，无安全隐患。有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：本发明可以研究时变磁场条件下，金属溶液水平凝固的过程与晶粒细化机理。与之前竖直条件下金属凝固装置相比，该装置与实际生产过程中金属凝固过程更为相近，更能反映实际生产中的金属凝固过程。同时，该装置还实现了研究磁场对金属凝固过程中枝晶形貌、生长、溶质分布等影响。附图说明图1为本发明转置的三维图；图2-图5为装置局部图；图6为本发明中，金属水平凝固和螺线管线圈的磁场分布的示意图；图中：线圈a，磁场方向b，金属液凝固方向c；图中：加热炉炉体1、加热炉炉盖2、轴承3、导轨4A、导轨4B、连接杆5、手持杆6、坩埚7、保温板8、不锈钢板9、液淬槽底座10、液淬槽11、支架12、水冷线圈13、空气压缩机14、气管15、滑轮16、电源控制柜17、移动台18、第二不锈钢板19。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。如说明书附图1-5所示，一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，该装置包括加热炉炉体1、加热炉炉盖2、轴承3、第一导轨4A、第二导轨4B、连接杆5、手持杆6、坩埚7、保温板8、第一不锈钢板9、液淬槽底座10、液淬槽11、支架12、水冷线圈13、空气压缩机14、气管15、滑轮16、电源控制柜17、移动台18，第二不锈钢板19；所述移动台18内部底面两侧均安装有第一导轨4A，所述加热炉炉体1放置在移动台18内部底面上，并处于两侧的第一导轨4A之间，移动台18内的两根第二导轨4B分别与内部底面两侧的第一导轨4A通过轴承3在竖直方向上垂直连接，并且第二导轨4B可在第一导轨4A上水平移动；手持杆6两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19两端设置有连接杆，该连接杆两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19位于手持杆6下方一定距离，所述手持杆6和第二不锈钢板19的两端轴承3通过连接杆5连接，手持杆6和第二不锈钢板19可以在第二导轨4B垂直上下移动并停留固定；所述第一不锈钢板9放置在第二不锈钢板19上，第一不锈钢板9和第二不锈钢板19中心均设置有孔，并且两个孔中心对齐，第二不锈钢板19下表面设置的保温板8穿过第一不锈钢板9上的孔；所述手持杆6中部下方悬挂的坩埚7依次穿过第一不锈钢板9和第二不锈钢板19上的孔，并且所述坩埚7两个侧面被所述保温板8包围，所述坩埚7底部焊接有保温板8；提拉或水平移动手持杆6时，坩埚7、保温板8、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；所述液淬槽底座10通过移动台18内部底面设置的孔置于地面上，并且不与移动台18相连，所述移动台18内部底面设置的孔的中心和加热炉炉体1放置的位置中心位于同一直线上，所述液淬槽11放置在所述液淬槽底座10上，液淬槽底座10与空气压缩机14通过气管15连接；所述液淬槽底座10充气后可将液淬槽11竖直顶起，支架12位于液淬槽11内部两侧，可以同液淬槽11一同上升，移动台18底部安装有滑轮16；所述水冷线圈13由外部支架悬空固定在移动台18内部，并位于液淬槽11正上方，并且所述水冷线圈13与电源控制柜17连接。进一步的，所述热炉炉体1的顶部设置有炉盖2，并且炉盖2可水平滑动打开和关闭。进一步的，所述两根支架12的间距大于水冷线圈13，第一不锈钢板9以及连接的保温板8在液淬过程可被液淬槽11内部的支架12顶起。此外，本发明还提出了一种基于上述装置进行的一种时变磁场下金属水平凝固过程实验方法，该方法包括如下步骤：a将固态金属样品放置于坩埚7内；b将覆有保温板的坩埚盖放在坩埚7上；c向下移动手持杆6，将坩埚7置于加热炉炉体1内，闭合加热炉炉盖2，通过加热炉对坩埚7进行加热，直至样品熔化；d打开加热炉炉盖2，竖直向上提拉手持杆6，将坩埚7和保温板8提拉出加热炉炉体1；e坩埚7未覆盖隔热板的两个侧面接触空气，其它面保持保温状态，坩埚7内的样品在接触空气的一侧形成坯壳，开始水平向内凝固；f水平向右移动手持杆6，坩埚7、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；g当坩埚7移动到水冷线圈13正上方时，竖直向下移动手持杆6，将坩埚7与保温板8同时置于水冷线圈13内。h通过电源控制柜17向水冷线圈13通入时变电流，从而形成时变磁场；i通过步骤h处理预设时间后,开启空气压缩机14，空气由气管15进入液淬槽底座10，液淬槽11在空气作用下竖直向上运动，直至将坩埚2与水冷线圈13同时置于液淬槽11内，并且，液淬槽11内的支架12将第一不锈钢板9顶起，该过程保温板8被一同顶起不再包围坩埚7，实现对样品和线圈的同时淬火，液淬槽11事先预制适量淬火液，淬火液形式多样，可以是纯水、冰水混合物等。进一步的，所述水冷线圈9可根据需要施加静磁场、脉冲磁场、交变磁场、旋转磁场等，可用于研究各种形式磁场条件下，连铸坯的枝晶形貌和溶质分布。进一步的，所述水冷线圈9的结构和位置可以调整，从而调整时变磁场的方向。进一步的，所述坩埚7内的合金为Al-Si合金、不同钢种等任一种。进一步的，所述坩埚7和水冷线圈9可同时置于淬火液11内，使得淬火过程中，样品区域的磁场分布不变。进一步的，所述水冷线圈9表面涂油环氧树脂或其它绝缘物体，使得水冷线圈9置于淬火液11内时可保持绝缘，无安全隐患。实施例1采用所述装置研究交变磁场下Al-7wt.％Si熔体水平凝固。具体操作如下：a将切好并称重过的Al-7wt.％Si放置于长50mm，高70mm，宽5mm的不锈钢坩埚7里；b将覆有保温板的坩埚盖放在坩埚7上；c向下移动手持杆6，将坩埚7置于加热炉炉体1内，闭合加热炉炉盖2，通过加热炉对坩埚7进行加热，直至样品熔化；此处的加热方式为：开启加热炉电源，将样品加热至800℃，保温40min，直到坩埚内样品完全熔化；d打开加热炉炉盖2，竖直向上提拉手持杆6，将坩埚7和保温板8提拉出加热炉炉体1；e坩埚7未覆盖隔热板的两个侧面接触空气，其它面保持保温状态，坩埚7内的样品在接触空气的一侧形成坯壳，开始水平向内凝固；此过程，使得样品从坩埚未覆盖保温板的两测开始凝固,并且该过程，样品靠近隔热板的部分热量损耗小，保持液态；样品未覆盖隔热板的部分，坩埚与空气换热并带走热量，促使样品凝固，最终金属在通有空气的两侧形成坯壳，水平向内凝固；f水平向右移动手持杆6，坩埚7、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；g当坩埚7移动到水冷线圈13正上方时，竖直向下移动手持杆6，将坩埚7与保温板8同时置于水冷线圈13内；h通过电源控制柜17向水冷线圈13通入时变电流，从而形成时变磁场，例如通入交流电5Hz，1200A；i处理20s后，处理时间可以根据实际需要设置，开启空气压缩机14，空气由气管15进入液淬槽底座10，液淬槽11在空气作用下竖直向上运动，直至将坩埚2与水冷线圈13同时置于液淬槽11内，并且，液淬槽11内的支架12将第一不锈钢板9顶起，并且保温板8被一同顶起不再包围坩埚7，实现对样品和线圈的同时淬火。液淬槽11两测装有支架12，可保证液淬槽11上升过程中，顶住连接保温板的不锈钢板9，并将保温板8顶出，该结果是液淬槽11对盛装样品的坩埚7和水冷线圈9淬火处理，对隔热板8不淬火处理。液淬时，水冷线圈9内始终通有电流，进而最大限度的还原液淬前，磁场作用下金属凝固某一瞬间的枝晶形貌和溶质分布。j关闭电源，停止向线圈通电，降低液淬槽11，提拉手持杆6，将坩埚7移出淬火介质，取样分析。检查隔热板是否受热变形，装置保持不动，以便下次实验。实施例2采用所述装置研究脉冲磁场作用下45号钢中碳钢熔体凝固特性。本例实施步骤与实施例1相同，坩埚材质须换成刚玉坩埚：a将切好并称重过的45号钢放置于长50mm，高70mm，宽5mm的不锈钢坩埚7里；b将覆有保温板的坩埚盖放在坩埚7上；c向下移动手持杆6，将坩埚7置于加热炉炉体1内，闭合加热炉炉盖2，通过加热炉对坩埚7进行加热，直至样品熔化；此处的加热方式为：开启加热炉电源，开启加热炉电源，将样品加热至1550℃，保温40min，此时坩埚内样品完全熔化；d打开加热炉炉盖2，竖直向上提拉手持杆6，将坩埚7和保温板8提拉出加热炉炉体1；e坩埚7未覆盖隔热板的两个侧面接触空气，其它面保持保温状态，坩埚7内的样品在接触空气的一侧形成坯壳，开始水平向内凝固；此过程，使得样品从坩埚未覆盖保温板的两测开始凝固。该过程，样品靠近隔热板的部分热量损耗小，保持液态；样品未覆盖隔热板的部分，坩埚与空气换热并带走热量，促使样品凝固，最终金属在通有空气的两侧形成坯壳，水平向内凝固；f水平向右移动手持杆6，坩埚7、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；g当坩埚7移动到水冷线圈13正上方时，竖直向下移动手持杆6，将坩埚7与保温板8同时置于水冷线圈13内。h通过电源控制柜17向水冷线圈13通入时变电流，从而形成时变磁场，例如通入脉冲电流的参数为60ms,5Hz1200A；i处理20s后，开启空气压缩机14，空气由气管15进入液淬槽底座10，液淬槽11在空气作用下竖直向上运动，直至将坩埚2与水冷线圈13同时置于液淬槽11内，并且，液淬槽11内的支架12将第一不锈钢板9顶起，并且保温板8被一同顶起不再包围坩埚7，实现对样品和线圈的同时淬火。液淬槽11两测装有支架12，可保证液淬槽11上升过程中，顶住连接保温板的不锈钢板9，并将保温板8顶出，该结果是液淬槽11对盛装样品的坩埚7和水冷线圈9淬火处理，对隔热板8不淬火处理。液淬时，水冷线圈9内始终通有电流，进而最大限度的还原液淬前，磁场作用下金属凝固某一瞬间的枝晶形貌和溶质分布。j关闭电源，停止向线圈通电，降低液淬槽11，提拉手持杆6，将坩埚7移出淬火介质，取样分析。检查隔热板是否受热变形，装置保持不动，以便下次实验。实施例3采用所述装置研究旋转磁场对Al-7wt.％Si熔体凝固过程的影响。本例实施步骤与实施例1相同。a将切好并称重过的Al-7wt.％Si放置于长50mm，高70mm，宽5mm的不锈钢坩埚7里；b将覆有保温板的坩埚盖放在坩埚7上；c向下移动手持杆6，将坩埚7置于加热炉炉体1内，闭合加热炉炉盖2，通过加热炉对坩埚7进行加热，直至样品熔化；此处的加热方式为：开启加热炉电源，开启加热炉电源，将样品加热至800℃，保温40min，直到坩埚内样品完全熔化；d打开加热炉炉盖2，竖直向上提拉手持杆6，将坩埚7和保温板8提拉出加热炉炉体1；e坩埚7未覆盖隔热板的两个侧面接触空气，其它面保持保温状态，坩埚7内的样品在接触空气的一侧形成坯壳，开始水平向内凝固；此过程，使得样品从坩埚未覆盖保温板的两测开始凝固。该过程，样品靠近隔热板的部分热量损耗小，保持液态；样品未覆盖隔热板的部分，坩埚与空气换热并带走热量，促使样品凝固，最终金属在通有空气的两侧形成坯壳，水平向内凝固；f水平向右移动手持杆6，坩埚7、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；g当坩埚7移动到水冷线圈13正上方时，竖直向下移动手持杆6，将坩埚7与保温板8同时置于水冷线圈13内。h通过电源控制柜17向水冷线圈13通入时变电流，从而形成时变磁场，例如通入5Hz300A的三相交流电；i处理20s后，开启空气压缩机14，空气由气管15进入液淬槽底座10，液淬槽11在空气作用下竖直向上运动，直至将坩埚2与水冷线圈13同时置于液淬槽11内，并且，液淬槽11内的支架12将第一不锈钢板9顶起，该过程保温板8被一同顶起不再包围坩埚7，实现对样品和线圈的同时淬火。液淬槽11两测装有支架12，可保证液淬槽11上升过程中，顶住连接保温板的不锈钢板9，并将保温板8顶出，该结果是液淬槽11对盛装样品的坩埚7和水冷线圈9淬火处理，对隔热板8不淬火处理。液淬时，水冷线圈9内始终通有电流，进而最大限度的还原液淬前，磁场作用下金属凝固某一瞬间的枝晶形貌和溶质分布。j关闭电源，停止向线圈通电，降低液淬槽11，提拉手持杆6，将坩埚7移出淬火介质，取样分析。检查隔热板是否受热变形，装置保持不动，以便下次实验。

权利要求：1.一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，其特征在于，该装置包括加热炉炉体1、加热炉炉盖2、轴承3、第一导轨4A、第二导轨4B、连接杆5、手持杆6、坩埚7、保温板8、第一不锈钢板9、液淬槽底座10、液淬槽11、支架12、水冷线圈13、空气压缩机14、气管15、滑轮16、电源控制柜17、移动台18，第二不锈钢板19；所述移动台18内部底面两侧均安装有第一导轨4A，所述加热炉炉体1放置在移动台18内部底面上，并处于两侧的第一导轨4A之间，移动台18内的两根第二导轨4B分别与内部底面两侧的第一导轨4A通过轴承3在竖直方向上垂直连接，并且第二导轨4B可在第一导轨4A上水平移动；手持杆6两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19两端设置有连接杆，该连接杆两端通过轴承3与两根第二导轨4B垂直连接，第二不锈钢板19位于手持杆6下方一定距离，所述手持杆6和第二不锈钢板19的两端轴承3通过连接杆5连接，手持杆6和第二不锈钢板19可以在第二导轨4B垂直上下移动并停留固定；所述第一不锈钢板9放置在第二不锈钢板19上，第一不锈钢板9和第二不锈钢板19中心均设置有孔，并且两个孔中心对齐，第二不锈钢板19下表面设置的保温板8穿过第一不锈钢板9上的孔；所述手持杆6中部下方悬挂的坩埚7依次穿过第一不锈钢板9和第二不锈钢板19上的孔，并且所述坩埚7两个侧面被所述保温板8包围，并且所述坩埚7底部焊接有保温板8；所述液淬槽底座10通过移动台18内部底面设置的孔置于地面上，并且不与移动台18相连，所述移动台18内部底面设置的孔的中心和加热炉炉体1放置的位置中心位于同一直线上，所述液淬槽11放置在所述液淬槽底座10上，液淬槽底座10与空气压缩机14通过气管15连接；所述液淬槽底座10充气后可将液淬槽11竖直顶起，支架12位于液淬槽11内部两侧；所述水冷线圈13由外部支架悬空固定在移动台18内部，并位于液淬槽11正上方，并且所述水冷线圈13与电源控制柜17连接。2.根据权利要求1所述的一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，其特征在于，所述移动台18底部安装有滑轮16。3.根据权利要求1或2所述的一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，其特征在于，所述热炉炉体1的顶部设置有炉盖2，并且炉盖2可水平滑动打开和关闭。4.根据权利要求1或2所述的一种用于研究时变磁场下金属水平凝固过程的装置，其特征在于，所述两根支架12的间距大于水冷线圈13，第一不锈钢板9以及连接的保温板8在液淬过程可被液淬槽11内部的支架12顶起。5.根据权利要求1或2或3或4所述装置进行的一种时变磁场下金属水平凝固过程实验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a将固态金属样品放置于坩埚7内；b将覆有保温板的坩埚盖放在坩埚7上；c向下移动手持杆6，将坩埚7置于加热炉炉体1内，闭合加热炉盖2，通过加热炉炉体1对坩埚7进行加热，直至样品熔化；d打开加热炉炉盖2，竖直向上提拉手持杆6，将坩埚7和保温板8提拉出加热炉炉体1；e坩埚7未覆盖隔热板的两个侧面接触空气，其它面保持保温状态，坩埚7内的样品在接触空气的两个侧面形成坯壳，开始水平向内凝固；f水平向右移动手持杆6，坩埚7、第一不锈钢板9、第二不锈钢板19、连接杆5随之一同移动；g当坩埚7移动到水冷线圈13正上方时，竖直向下移动手持杆6，将坩埚7与保温板8同时置于水冷线圈13内；h通过电源控制柜17向水冷线圈13通入时变电流，从而形成时变磁场；i通过步骤h处理预设时间后，开启空气压缩机14，空气由气管15进入液淬槽底座10，液淬槽11在空气作用下竖直向上运动，直至将坩埚2与水冷线圈13同时置于液淬槽11内，并且液淬槽11内的支架12将第一不锈钢板9顶起，使得保温板8被一同顶起直到不再包围坩埚7，实现对样品和线圈的同时淬火。6.根据权利要求5所述的一种时变磁场下金属水平凝固过程实验方法，其特征在于，水冷线圈13施加的磁场为静磁场、脉冲磁场、交变磁场、旋转磁场的任一种。7.根据权利要求5或6所述的一种时变磁场下金属水平凝固过程实验方法，其特征在于，所述坩埚7内的固态金属样品为Al-Si合金或不同钢种。

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