铸铁电渣感应连续定向凝固的试验研究

将电渣重熔、感应加热、连续铸造、定向凝固技术综合到一起，桅电渣感应连续定向凝固装置，利用该装置对亚共晶成分的铸铁进行了试验研究。结果表明，电渣感应连续定向凝固方法可以稳定地进行铸铁的连续定向凝固；电渣感应连续定向凝固过程可用铸型内的温度分布来控制与监测；工艺参数的相互匹配是稳定电渣感应连续定向凝固过程的关键因素。     

连续定向凝固设备的设计和制造

连续定向凝固技术是将连续铸造和定向凝固结合在一起而发展起来的技术。课题组原有一套电渣感应连续定向凝固实验装置 ,由于功率的限制 ,该装置只适合于低熔点金属的连续定向凝固 ,因此 ,需要对现有设备进行改造以适应对高熔点金属连续定向凝固的研究。本文根据连续定向凝固原理 ,在原有设备的基础上 ,对原有设备进行了改造。改造后的加热系统、牵引系统以及冷却系统能够生产出高熔点金属的连续定向凝固拉棒     

连续定向凝固技术的研究进展

阐述了国内外连续定向凝固技术的研究进展，并对连续定向凝固进行了探讨，提出了一些建议。     

获得连续定向凝固铸锭的研究

研究表明,将定向凝固与连续铸造相结合,而开发出的一种可连续获得任意长度、有定向凝固组织铸锭的方法,工艺是可行的。所获得的铸锭成份均匀、表面光洁,且具有定向凝固组织,使其机械性能明显提高。     

定向凝固技术的发展与应用

定向凝固技术可使材料凝固组织按特定方向排列，获得定向及单晶组织结构，从而大大改善材料的力学和物理性能。综述了传统定向凝固技术的发展，对几种新型定向凝固技术以及连续定向凝固技术进行了评述。从定向凝固技术的演化过程看，是温度梯度不断提高，冷却速度不断加快的过程。介绍了定向凝固技术在材料制备中的应用。     

TiAl基合金冷坩埚定向凝固研究现状与发展趋势

冷坩埚定向凝固技术基于材料电磁加工原理,将合金连续熔化、电磁约束成形和连续凝固过程统一,避免模壳法定向凝固造成的合金熔体污染,是TiAl等高活性合金高纯净定向凝固的重要方法之一。报告了TiAl基合金冷坩埚定向凝固技术的研究结果,建立了电磁场、温度场与电磁冷坩埚系统主要参数之间的规律性关系。通过改变冷坩埚的横截面形状,初步制备出具有定向凝固组织的TiAl基合金圆、方和扁锭,研究结果表明该方法不但适合于Ti—Al二元合金,而且施与多元多相TiAl基合金也是可行的。通过对成分和组织的控制,所研究的TiAl基合金定向凝固试样的室温拉伸塑性最高达到1．5％左右。最后指出将该方法应用于耐高温的轻质高Nh含量的γ-TiAlNb合金的定向凝固是未来的发展趋势。     

真空熔化氩气保护连续定向凝固设备的研究

真空熔化氩气保护连续定向凝固设备,是在原有的常规连续定向凝固设备的基础上,加上真空系统而设计制造出来的.本文将着重介绍真空熔化氩气保护连续定向凝固设备的结构特点及工作原理.该设备是连续铸造领域的新型设备.     

纯铝连续定向凝固铸锭的组织与性能

本文采用自制的连续定向凝固装置考察了纯铝连续定向凝固铸锭的组织、性能及变形特点,并研究了混合稀土Re对铸锭性能的影响。研究表明,利用连续定向凝固装置可以连续获得任意长度,具有定向凝固柱状晶组织的纯铝铸锭,该铸锭具有较高的韧性与低的加工硬化系数。加入微量Re(<0.3％)可以较明显地改善铸锭的性能。     

电渣重熔连续定向凝固Rene88DT合金组织与偏析行为

利用电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)成功制备了Rene88DT高温合金铸锭。借助于金相显微镜,带有能谱的扫描电镜以及透射电镜,对电渣重熔连续定向合金Rene88DT铸锭进行分析,并与传统电渣铸锭进行了对比。研究结果显示,电渣重熔连续定向凝固合金Rene88DT铸锭消除了最为严重的中心偏析,中心偏析在传统电渣铸锭中是普遍存在的,这种偏析存在于柱状晶与等轴晶交界处或者柱状晶之间相互交界面处。此外,电渣重熔连续定向凝固合金二次枝晶间距较传统电渣铸锭小,析出相尺寸也较小。由于微观偏析程度的降低,使得合金在经过1200℃/24h后的热处理即可达到均匀化效果。夹杂物统计结果显示,电渣重熔连续定向凝固合金夹杂物最大尺寸为5.89微米,与传统电渣合金和粉末合金相比夹杂物数量降低60%。电渣重熔连续定向凝固合金宏观偏析和夹杂物水平的降低可提高热加工塑性,为铸&锻工艺实施提供基础。     

定向凝固多孔金属研究进展

本文从凝固理论、凝固方法与装置、凝固体系、性能及应用等方面,综述了定向凝固多孔金属的研究进展。圆柱形气孔规则排列的多孔金属是通过定向凝固方法在加压气氛中利用金属/气体共晶反应制备的。通过控制凝固方向,不仅可以制备一维藕状多孔结构,还可以制备二维放射状多孔结构。参考经典的JacksonHunt共晶模型,建立了稳态凝固条件下金属-气体共晶定向凝固的理论模型,并且给出了考虑H2逸出和定向凝固多孔结构形成的工艺参数窗口。介绍了模铸法、连续铸造法和Bridgman型定向凝固法3种制备技术。重点介绍了定向凝固多孔结构制备过程中的2个重要进展:孔结构均匀的定向凝固多孔合金的制备以及高孔隙率定向凝固多孔Al的制备。圆柱形气孔规则排列使得定向凝固多孔金属在力、热、声以及渗透等方面具有特殊的性能优势,因此在轻质结构材料、热沉、过滤器和人工骨等领域具有广阔的应用前景。     

板坯连铸304奥氏体不锈钢结晶器保护渣的研制

在分析304奥氏体不锈钢凝固特性的基础上,研制开发了板坯连铸304奥氏体不锈钢用TD601结晶器保护渣。TD601结晶器保护渣有较强的吸附夹杂物的能力,具有较好的稳定性、适用性,能满足生产现场的工艺要求。现场试验,铸坯修磨率降低、成品材质量优级率提高。     

Continuous unidirectional solidification of QAl9-4 Cu-Al alloy

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ，ｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｔｓｅｍｅｒｇｅｎｃｅａｌｓｏｍ…     

在不锈钢连铸薄板坯生产中应用液芯压下技术的探讨

分析了连铸条件下不锈钢的凝固特性 ,结合薄板坯连铸生产中的液芯压下技术特点 ,对采用液芯压下技术生产不锈钢的可能性及其对铸坯质量的影响进行了探讨 ,指出国内不锈钢薄板坯生产采用带液芯压下技术的连铸连轧技术具有重大技术经济价值     

熔模铸造不锈钢叶轮铸件的充型及凝固过程模拟分析

针对不锈钢叶轮铸件在熔模铸造过程中存在的缩松、缩孔及浇不足等缺陷,以ProCast软件为平台,对叶轮的充型凝固过程进行了数值模拟,研究了艺参数的优化对减少铸件缺陷的影响规律.结果表明,合适的浇注速度及加强散热能力可以显著减少铸件产生缺陷的几率.     

铁素体不锈钢铸坯凝固特性及等轴晶率控制

具有较高等轴晶率的铁素体不锈钢连铸坯可以显著避免冷成型加工过程中的皱折缺陷。采用了低倍组织观察、第二相特征分析以及凝固模型计算的方法研究了含Ti、Nb双稳定化超纯铁素体不锈钢的凝固特性以及等轴晶率控制机理。结果表明,当Ti和Nb加入到铁素体不锈钢中,连铸的等轴晶率显著提高;模型表明铸坯凝固参数的变化规律基本一致,然而钢中第二相粒子的成分及形貌发生显著变化,第二相粒子的非均质形核能力显著增强。本研究建立的凝固模型可以较好预测连铸坯的CET转变,同时指出稳定地提高铁素体不锈钢连铸坯的等轴晶率需要对钢中微量元素含量、核心形核效果以及冶炼过程进行合理设计。     

Effect of electromagnetic stirring on solidification structure of austenitic stainless steel in horizontal continuous casting

An investigation on the influence of low frequency rotary electromagnetic stirring on solidification structure of austenitic stainless steel in horizontal continuous casting was experimentally conducted and carried out on an industrial trial basis. The results show that application of appropriate electromagnetic stirring parameters can obviously improve the macrostructure of austenitic stainless steel, in which both columnar and equiaxed grains can be greatly refined and shrinkage porosity or cavity zone along centerline can be remarkably decreased due to eliminating intracrystalline and enlarging equiaxed grains zone. The industrial trials verify that the electromagnetic stirring intensity of austenitic stainless steel should be higher than that of plain carbon steel. Electromagnetic stirring has somewhat affected the macrostructure of austenitic stainless steel even if the magnetic flux density of the electromagnetic stirring reaches 90 mT (amplitude reaches 141 mT ) in average at frequency f=3-4Hz, which provides a reference for the optimization of design and process parameters when applying the rotary electromagnetic stirrer     

连铸坯凝固过程的数值模拟研究

研究了拉速和过热度相关工艺参数对铸坯温度场的影响规律,利用Fluent软件模拟石油套管用钢37Mn5铸坯的连铸凝固过程,分析了连铸坯凝固传热过程的温度场。讨论了不同过热度和拉坯速度条件下铸坯温度场的分布情况。总结了连铸圆坯凝固过程的传热特点,优化了工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可以指导生产实践。     

连铸坯角部凹陷及纵向裂纹的研究

研究了45#钢连铸坯的凝固结构及其夹杂物,分析铸坯产生角部凹陷及导致内裂纹的主要原因,提出控制改进它质量的措施.     

0Cr18Ni9不锈钢以氮代氩保护浇铸工艺研究

研究并试验了连铸生产0Cr18Ni9不锈钢时,中间包和长水口处以氮代氩保护浇铸的工艺技术,对比了两种工艺条件下钢水中氧含量、冷板力学性能以及氮气保护浇铸时的增氮情况。结果表明：氮气保护浇铸条件下,平均增氮量为11×10－6,对钢水中全氧含量,冷板力学性能无影响,因此可以确定连铸生产0Cr18Ni9不锈钢采用以氮代氩保护浇铸工艺技术是可行的,极大地节约了生产成本。     

EXPERIMENTAL RESEARCH AND NUMERICAL SIMULATION OF MOLD TEMPERATURE FIELD IN CONTINUOUS CASTING OF STEEL

Mold is the heart of the continuous casting machine. Heat transfer and solidification in a water cooled mold are the most important factors during the continuous casting of steel. For studying the temperature distribution of a mold wall, a simulated apparatus of mold was designed and experiments were performed by it. The measured results indicated that the mold wall temperature approaches the temperature of cooling-water. An equivalent thermal-conductivity coefficient was proposed and deduced on the basis of the conclusion of the experiments. This coefficient was applied to solve the heat transfer between the melt and cooling water, and to characterize the heat transfer capacity of the mold. By this equivalent thermal-conductivity coefficient, it is very easy and convenient to numerically simulate the solidification process of continuous casting. And the calculation results are in agreement with the experiments. The effects of casting speed and water flow rate on the mold temperature field were also discussed.