电磁振荡对铝合金连铸过程中热裂纹生成的影响

半连续铸造铝合金过程中,采用同时施加与铸锭对称轴方向平行的稳恒磁场和交变磁场,促使熔体产生受迫热振荡的方法,一方面通过减小不可补缩区间,降低内应力或应变,使金属高温脆性区主要处于受压状态等方式,减少了热裂纹形成的外部诱因;另一方面,通过缩小合金材料高温脆性区,提高固液状态伸长率,减少晶界低熔点化合物数量和有效结晶区间线收缩大小等途径,降低了合金铸锭的热裂倾向性,从而达到了消除铸造裂纹的目的.     

高强韧铝合金半连铸铸锭温度场与应力场数值模拟

基于有限差分软件MAGMAsoft的Continuous casting模块,建立了准800 mm×2 000 mm高强韧铝合金半连铸圆锭热-力耦合的有限差分模型。分别对不同结晶器高度、引锭底盘形状,以及不同铸造速度下的温度场、应力场进行了模拟计算。综合分析了工艺条件的改变对铸锭温度场和应力场的影响规律。结果表明:结晶器高度为200 mm时,液穴深度和铸锭温度梯度较小,裂纹倾向减少;引锭盘形状为圆柱形凸底盘时,有利于降低裂纹倾向;提高铸造速度,使液穴变深,温度梯度增加,裂纹倾向增大。     

铸造参数对2024铝合金半连铸过程中宏观偏析影响的数值模拟研究

本文采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过九个算列计算铸造参数（铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷却强度）对宏观偏析的影响,并详细讨论了铸造参数对形成宏观偏析传输机制的影响。研究结果表明,铸造参数直接影响熔池的形状和尺寸进而影响最终偏析形态。其中,铸锭尺寸和铸造速度是最主要的影响因素。更大的铸锭尺寸通常意味着更慢的冷却速度,以及更深和更宽的熔池,从而导致铸锭中心更严重的宏观偏析。增加铸造速度则将显著地增加熔池的深度,因而更大的铸造速度将导致更严重的宏观偏析。而熔池的深度随浇注温度的增加仅轻微增加,故浇注温度对宏观偏析的影响不如前二者敏感。     

凝固过程对热裂纹形成的影响

回顾了热裂纹研究的进展，从合金在凝固过程中的力学行为、晶界状态的影响和合金自身的凝固过程等三个方面对热裂纹的形成机制进行了分析和综述。     

热型连铸凝固过程微观组织形成的数值模拟

采用宏观一微观耦合的方法，建立了宏一微观统一的数学物理模型[直接差分（Direct Difference）一元胞自动控制（Cellular Automaton）模型，即CA-DD模型]，模拟了热型连铸过程中晶粒的竞争生长过程，并研究了不同工艺参数对固-液界面形状及晶粒竞争生长的影响。模拟结果表明，采用宏-微观耦合的方法模拟热型连铸过程中微观组织的演化过程以及各种工艺参数对组织形成的影响是有效、可行的。     

随焊碾压防止铝合金焊 接热裂纹的云纹模拟和试验研究

本文提出了一种新的防止铝合金焊接热裂纹方法－－随焊同步碾压法，阐述了其原理，用云纹法模拟了随焊碾压产生的应变场，并进行了随焊碾压防止铝合金焊接热裂纹的试验研究。研究结果表明，随焊碾压可有效地防止铝合金的焊接热裂纹。     

Cu-Ag合金热型连铸凝固过程数值模拟

采用交替显式直接差分法建立了Cu-Ag合金热型连铸凝固过程温度场模拟的差分数值方法,并研究了不同工艺参数对温度场分布的影响.模拟结果表明,连铸速度、型口温度和冷却强度对Cu-Ag合金凝固过程固-液两相区的位置和大小有影响.随连铸速度增大,液固界面位置从型内向型外移动.     

超声对7050铝合金凝固组织影响的数值模拟

采用Procast-CAFE模块,建立了7050铝合金形核和晶粒生长的数学模型,模拟了7050铝合金在不同功率超声作用下组织的演化过程。结果表明,随着超声功率增大,熔体形核率增大,晶粒细化效果更好,组织分布更均匀,平均晶粒尺寸更小。模拟结果与试验结果符合。     

铸造Al-Si-Mg合金凝固过程热裂纹的计算机模拟

对铸造Al-Si-Mg合金凝固过程热裂纹的产生进行了计算机模拟与实验验证。结果表明,在相同的浇注温度下,适当提高铸型的预热温度可以一定程度上抑制热裂纹的形成。在相同的铸型预热温度下,提高浇注温度可以在一定程度减小热裂纹形成倾向。通过计算机模拟得到的Al-Si-Mg合金凝固过程热裂纹的产生位置和热裂纹形成倾向与实验结果保持了良好的一致性。     

一种防止高强铝合金焊接热裂纹产生的新方法

从焊接热裂纹产生的力学角度出发，首次提出了防止焊接热裂纹产生的焊缝有两侧随焊同步碾压法，并阐述了该法的基本原理，在自行研制的ＨＮＪ－１型焊接同步碾压机上，研究了该法对防止高强铝合金ＬＹ１２ＣＺ焊接热裂纹的有效性，理论分析和大量试验结果一致表明，采用这一新方法可以有效地防止高强铝合金ＬＹ１２ＣＺ焊接热裂纹的产生。     

Al-Mg-Si铝合金氩弧焊结晶裂纹形成机理的研究

研究了Al-Mg-Si铝合金氩弧焊结晶裂纹的形成机理.结果表明,产生结晶裂纹的原因是铝合金中的合金元素与铝生成低熔点共晶体液态薄膜,在焊缝凝固过程中,液态薄膜在焊接拉应力的作用下开裂,形成结晶裂纹.     

电磁铸造大板坯凝固过程中热裂纹萌生机理分析

依据电磁铸造（ＥＭＣ）大板坯凝固进程的数值模拟结果，建立了预测热裂纹萌生部位及应力的解析表达式对板坯产生的裂纹及其材质的组织结构的评价表明：热裂纹的萌生与材料的力学性能及组织结构没有必然联系；控制凝固过程中板坯表面温度是减少热裂纹萌生的有效方法。所得结果与裂纹实际情况吻合。     

铝合金纯Ⅲ型裂纹断裂韧性实验及数值模拟研究

对中部开环绕裂纹的圆柱形铝合金试件进行扭转实验,实验过程中裂纹前缘会受到面内剪应力作用下而产生III型裂纹起裂,并测得铝合金的III型断裂韧度.另外,通过有限元数值计算,可获得裂纹尖端附近的应力场,根据断裂力学理论可推算出试件的Ⅲ型裂纹断裂韧度.比较两种方法得到的断裂韧度值,从而获得实测值与数值解的一致性,这可为铝合金...     

基于ProCAST的铝合金连杆裂纹控制

采用ProCAST软件对2024-T351铝合金连杆的铸造过程进行仿真,预测连杆表面可能产生裂纹的位置。根据仿真结果,对2024-T351铝合金重力铸造工艺参数进行优化。实验结果表明,仿真预测的裂纹出现位置与实际相符,通过合理的选择浇注温度、模具预热温度和铸件留模时间,可有效地阻止铸件表面裂纹的产生。     

金属型铸造摩托车铝合金轮毂凝固过程数值模拟

使用模具涂料和局部冷却模具相结合的方法,对金属型重力铸造凝固过程中模具温度场进行调节.采用ProCAST完成了铝合金车轮金属型重力铸造凝固过程的数值模拟.针对铝合金轮毂的热节部位进行分析,提出了工艺改进方案,消除了铸件的热节部位.     

电磁铸造大板坯凝固过程中热裂纹萌生机理分析

依据电磁铸造大板坯凝固进程的数值模拟结果，建立了预测热裂纹萌生部位及应力的解析表达式。对板坯产生的裂纹及其材质的组织结构的评价表明：热裂纹的萌生与材料的力学性能及组织结构没有必然联系；控制凝固过程中板坯表面温度是减少热裂纹萌生的有效方法。所得结果与裂纹实际情况吻合。     

铝合金铸件中的凝固缺陷形成机理及预测

孔洞与热裂是铸件在凝固过程中最常遇到的典型缺陷。两者均形成于合金凝固末期,与液相补缩不足相关,但又有各自的形成机理。铝合金熔体对氢气有很大的溶解度,凝固过程中又因为溶解度的剧降而析出。孔洞是液相中过饱和的气体压力与凝固收缩引起的压力降共同作用的结果。热裂则是在凝固末期由于铸件收缩受阻而产生的应力以及液相补缩不足而导致的,其不仅与合金性质、铸造条件有关,并且受铸件形状的影响。文章基于近年来该方面的理论研究成果,总结了关于孔洞与热裂的形成机理以及几种目前所应用的经典预测模型,并对这几种模型的理论基础以及所考虑的关键参数进行了分析与讨论,在此基础上提出了未来新模型的研究方向和亟需解决的关键问题。     

连铸凝固传热过程的数值模拟

研究和开发了连铸凝固传热过程数值模拟程序,并以生产厂的铸坯为研究对象,计算了铸坯断面温度分布和凝固壳厚度,该模型考虑了结晶器表面散热的不均匀性,处理了凝固时相变所产生的结晶潜热,将计算出的断面温度、坯壳厚度等数据与生产实验测得的数据相比较,吻合性很好.他可用来优化连铸工艺参数,是进一步开发在线控制模型的基础.     

2024铝合金挤压棒材表面气泡形成机理研究

通过对2024铝合金挤压棒材表面气泡低倍组织、显微组织的分析,得出的结论是:表面气泡是由于气体析出形成的气体通透性气泡。解决办法是要对熔铸精炼过程氢含量、热处理过程中环境和工艺、挤压过程中气体带入进行工艺控制。这能为生产中减少和避免表面气泡提供参考。     

桥壳热裂纹数值模拟分析及工艺优化

基于桥壳的充型和凝固过程,通过耦合桥壳的应力、应变和温度场,获得桥壳在准固相区的热裂倾向分布图。根据模拟分析结果,判断裂纹产生的不同原因,并探讨防裂筋和冷铁的使用对消除桥壳热裂纹的效果。结果表明:对于热应力过大和由于缩松缩孔的存在而造成的热裂纹,采用防裂筋和冷铁的防治措施是比较显著的。