外场对水平连铸Al-1Si合金组织细化的影响

研究了电磁场和超声场对Al-1Si合金晶粒细化的影响。研究结果表明在结晶器外部施加电磁场,随着电流强度的增加,合金的晶粒得到了细化,但当电流增大到120A时,晶粒却发生了粗化;对金属熔体施加超声场以后,晶粒得到了明显的细化,平均晶粒度由94.1μm降为31.2μm。对外场作用下水平连铸Al-1Si合金的组织细化机理进行了探讨。     

功率超声对水平连铸Al-1%Si合金凝固的影响

研究了水平连铸过程中在保温炉内施加功率超声熔体处理对Al-1%Si合金凝固过程的影响.结果表明:施加功率超声后,合金凝固曲线第1个拐点左移,斜率发生了变化,且随着超声功率的增加,合金的结晶温度升高,当超声功率为1000W时,结晶温度提高了33℃;同时,施加了功率超声后,保温炉内金属液温度分布均匀性随着超声功率的增加得到了显著的改善;金相分析表明,当超声功率为1000W时,铸坯凝固组织得到了细化,同时晶粒尺寸更加均匀;此外,施加功率超声处理后铸坯表面质量得到了提高.     

功率超声对水平连铸Al-1%Si合金凝固的影响

研究了水平连铸过程中在保温炉内施加功率超声熔体处理对Al-1%Si合金凝固过程的影响.结果表明施加功率超声后,合金凝固曲线第1个拐点左移,斜率发生了变化,且随着超声功率的增加,合金的结晶温度升高,当超声功率为1000W时,结晶温度提高了33℃;同时,施加了功率超声后,保温炉内金属液温度分布均匀性随着超声功率的增加得到了显著的改善;金相分析表明,当超声功率为1000W时,铸坯凝固组织得到了细化,同时晶粒尺寸更加均匀;此外,施加功率超声处理后铸坯表面质量得到了提高.     

热型连铸Al-1%Si合金线材的试验分析

通过在自行研发的水平式热型连铸设备上制备Al-1％Si合金线材的试验研究，分析型口温度、连铸速度及冷却能力等工艺参数对铸锭表面质量的影响，提出了制备Al-1％Si合金的优化工艺参数。同时，利用本试验制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材作试样，分析两者的室温拉伸性能。结果表明，热型连铸制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材相比，屈服强度提高41．4％，屈强比提高37．8％，伸长率提高49．1％，并具有良好的导电性能。     

电磁场对Al-1Si合金冷却曲线及凝固组织的影响

研究了工频电磁场对水平连铸Al-1Si合金凝固曲线和铸坯凝固组织的影响.通过在水平连铸过程中对合金冷却曲线的测量可知,施加100A的工频电磁场后,合金的开始结晶温度由未施加电磁场时的645℃上升到656.4℃,而且凝固时间缩短,结晶温度间隔变小.施加电磁场后,凝固组织得到了细化,励磁电流值的逐步增大使凝固组织更加细化均匀,但当励磁电流达到120A时,组织又发生粗化现象.     

超声场作用下Al-1wt%Si合金水平连铸工艺参数的研究

为提高Al-1wt%Si合金键合线铸坯的质量,研究在功率超声作用下水平连铸工艺参数对φ10mm Al-1wt%Si合金铸坯的影响,阐明了铸造温度、拉坯速度、冷却水量与合金铸坯微观组织形貌的关系,在此基础上测量不同工艺参数条件下Al-1wt%Si合金铸坯的力学性能。实验结果表明:在1 000 W功率超声作用下,铸造温度为720℃,拉坯速度为100 mm/min,冷却水量为40 L/h时Al-1wt%Si合金铸坯的微观组织均匀细小,力学性能最佳,从而确立了制备Al-1wt%Si合金铸坯的最优铸造工艺参数来。     

Sb含量对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响。结果表明:加入少量(0.2%~0.6%)Sb时,α-Mg基体和粗大的汉字状Mg2Si相颗粒有所细化,力学性能逐渐提高;当Sb达到0.8%时,Mg2Si颗粒全部转变为块状和短棒状,此时室温和150℃下的力学性能都达到最佳;当Sb含量超过0.8%后,合金中的Mg2Si又变为粗大的汉字状,力学性能下降。     

Sb含量对铸态Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响.结果表明:加入0.25wt％Sb时,合金中形成了Mg3Sb2相,原来大量聚集于晶界的粗大汉字状Mg2Si相颗粒转变为相对细小的汉字状Mg2Si相颗粒,呈弥散分布于晶界及晶内,同时出现了少量多边形块状Mg2Si相颗粒,此时合金的力学性能有所提高;当Sb为0.5％时,Mg2Si相颗粒尺寸迅速减小,转变为球状或短棒状,此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到最大值;当Sb含量为0.75％时,Mg2Si相颗粒尺寸未见明显变化,但又发生聚集现象;当Sb含量为1.0％时,Mg2Si相颗粒又转变为尺寸较大的汉字状颗粒,此时合金的力学性能发生下降.     

电磁场对水平连铸紫铜管表面质量及组织性能的影响

研究了工频电磁场对水平连铸紫铜管坯表面质量、力学性能和组织的影响.结果表明:在工频电磁场作用下,紫铜管坯的表面质量得到了一定的改善,励磁电流为140 A时,表面粗糙度由120μm降到90μm;施加电磁场后,柱状晶得到了显著的细化,并在管坯内侧得到了细小的等轴晶组织;随着电流强度的增加,等轴晶区扩大,晶粒在周向上分布更加均匀;施加电磁场后,管坯的力学性能随着励磁电流的增加得到了显著的提高,当励磁电流为140 A时,抗拉强度提高了15%,延伸率提高了10%,管坯硬度提高了11%.     

高能超声处理Al-1Si合金凝固组织分析

采用高能超声处理Al-1Si合金熔体,借助金相显微镜和电子探针进行组织分析,并测定合金的熔化潜热,分析了熔体中超声空化效应和声流效应影响凝固过程的机理。结果表明,试样晶粒平均尺寸由超声处理前的94μm减小到超声处理后的34μm;合金试样的熔化吸热量由263.90J/g降低为159.81J/g,在熔体中施加高能超声显著改善了合金成分的均匀性并细化了晶粒。     

电磁连铸系统磁场的数值模拟及试验研究

以电磁场理论为依据，建立了电磁连铸成型系统的物理和数学模型，用小线圈法实测了不同电源功率时系统内的磁场强度，得出了结晶器内磁场的分布规律；并且进行了铝合金电磁连铸的成型试验，研究了工艺参数对铸锭表面质量的影响；用有限元法数值模拟了感应线圈位置以及感应线圈与结晶器间距对成型系统内磁感应强度和分布的影响。结果表明：磁感应强度的最大值位于感应线圈的中心位置；感应线圈与结晶器间的距离增大，磁感应强度明显减小，5～10mm的间距对电磁连铸过程较为有利。研究结果表明合理设计电磁连铸系统有利于得到分布合理的磁场，提高电源效率，确定合理的工艺参数可以保证电磁连铸的顺利进行并有利于改善铸坯的内外部质量。     

电磁场频率对电磁铸造4045合金微观组织的影响

采用低频电磁半连续铸造技术制备4045铝合金铸坯，比较了常规DC法与低频电磁铸造4045铝合金圆锭(直径为φ100mm)微观组织的形貌。重点考察在10～50Hz范围内，不同的频率使电磁铸造4045铝合金圆锭微观组织发生的变化。结果表明：电磁场频率显著影响合金凝固的微观组织，当频率由50Hz降低到15Hz时，微观组织分布趋于均匀，初晶α-Al晶粒尺寸减小，二次枝晶臂减少，共晶Si形貌由条状变为点状，组织得到明显细化。     

AZ31镁合金圆锭电磁连续铸造过程的数值模拟

通过有限差分法,利用Visual C++6.0建立AZ31镁合金电磁连续铸造过程的数学模型,该模型可预测铸锭及底模的温度分布。利用温升法测量了电磁连铸过程铸锭内部的感应热量值和分布,得到了沿结晶器水平方向、垂直方向不同条件下的感应热分布,并计算获得了该试验条件下的感应加热功率,在数值模拟时有效地合并到了温度场的数值计算模型中。确定一冷区、二冷区以及铸锭与底模之间的边界条件。通过将计算结果与实测温度的比较,证明该模型可以用来模拟实际铸造过程。研究了不同铸造条件对铸锭温度场分布的影响,为优化镁合金电磁连铸的工艺参数提供了依据。     

电磁充型低压铸造对铝合金铸件性能的影响

研究了电磁充型铸造对铝合金铸件组织性能的影响。利用正交试验和金相分析的方法，确定了主要影响因素。试验结果表明：电流磁场强度和循环时间对于ZL104铸件性能影响程度大小的顺序是磁场强度〉电流〉循环时间；在电磁场作用下ZL104合金铸件的金相组织细化、力学性能有显著提高。     

低频电磁场对7050铝合金铸锭组织的影响

通过在常规半连续铸造过程中施加低频电磁场的方法制备了直径为162mm的7050铝合金铸锭,研究了电磁场对铸锭铸态组织的影响。结果表明,低频电磁场对7050铝合金铸态晶粒尺寸和组织形貌具有显著的影响。施加磁场后铸锭组织变得非常均匀、细小,平均晶粒尺寸由230μm细化至42μm左右,晶粒形貌由粗大枝晶转变等轴晶。电磁场频率和强度对晶粒细化具有重要的影响。对于低频电磁铸造162mm的7050铝合金铸锭,最佳电磁场参数:电磁场频率为25Hz,磁场强度为12800～16000At。     

H68黄铜水平连铸工艺参数的优化

带坯的表面裂纹和内部缩松是冷加工报废的主要原因.对影响带坯质量的几个主要工艺参数进行了正交试验,以正交试验数据为基础,建立起成材率与主要工艺条件之间的神经网络描述,网络模型与遗传算法相结合对工艺条件的组合进行了优化.经实际生产运行,该工艺条件下的成材率接近90%.     

气隙热阻对水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金组织和成分分布影响

通过在结晶器底部开设圆弧槽形成气隙热阻来改善水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金的组织和成分均匀性。首先基于合金水平连续铸造过程的温度场模拟,分析了不同圆弧槽角度、长度和厚度的结晶器结构对合金结晶区温度分布的影响。然后基于优化了圆弧槽结构的结晶器和未开设圆弧槽的结晶器,进行了直径为65mm铸锭的水平连铸工艺试验。结果表明,随着开设圆弧槽的角度、长度及厚度的增加,上部与下部固液界面的相对水平距离缩小,固液界面与棒坯轴向夹角趋于90°,凝固过程中棒坯的温度场均匀性明显提高。相比于不开设圆弧槽的棒坯,当开槽角度为180°、开槽长度为144mm、开槽厚度为5mm时,上部与下部固液界面的相对水平距离仅为未开槽时的7%。由于温度场分布更合理,棒坯上部和下部的组织和成分均匀性得到显著改善。     

半固态Al-24Si合金的组织和性能研究

在常规凝固条件下,Al-24Si过共晶合金中的初生Si为粗大的板片状。经过激烈的电磁搅拌,初生Si得到明显细化,分布均匀,绝大部分初生Si呈球团状或块状;电磁搅拌还使凝固组织中出现大量的近球状先共晶α-Al。与金属型铸造的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能相比较,电磁搅拌和触变成形的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能都有大幅度的提高。     

电磁制动对宽板坯高拉速结晶器内流场的影响

以Fluent6.3为计算平台,采用数值模拟方法研究了电磁制动不同参数下宽板坯高拉速结晶器内的流场。结果表明,电磁制动可有效控制结晶器内钢液的流动,改变钢液的流动方向,改善钢液上下环流区的分配率。在静磁场作用下,上部环流区的流动增强,下部环流区流动减弱,自由液面的波动减轻。     

电磁搅拌对水平连铸奥氏体不锈钢组织的影响

研究了低频旋转型电磁搅拌对水平连铸奥氏体不锈钢凝固组织的影响。结果表明，在低频电磁场作用下，合适的电磁搅拌参数使奥氏体不锈钢宏观组织在一定程度上得到了明显改善，铸坯的柱状晶和等轴晶得到了显著的细化，消除了穿晶现象，等轴晶区扩大，中心缩孔、疏松级别明显降低；多次试验发现，对于奥氏体不锈钢，所需的搅拌强度应高于一般钢种，即使搅拌器的中心磁感应强度平均值达90mT（幅值达到141mT），当频率为3-4Hz时，搅拌后对钢液的组织影响较小。