超声波共振度对铸锭内气孔生成的影响

为了弄清超声波对金属熔体除气的影响,研究了超声波共振度对Al-1．0%Cu、Al-1．0％Si及Al-1．0％Zn合金铸锭内气孔生成的影响,同时也考察了超声波共振度对铝合金铸锭细化的影响,分析了超声波共振度时铸锭内气孔生成的影响原因。结果表明,超声波处于共振状态下的铸锭密度值和细化效果均远大于非共振状态下的铸锭密度值和细化效果;超声处理过程中,声空化气泡的“表面效应”和“层效应”起着决定作用;超声波的细化作用来自于声空化气泡的膨胀和收缩期间而形成的高温、高压的反应场,因而刺激熔体内的动态形核。     

超声波处理时间对铝合金铸锭内的气孔生成及细化的影响

研究了超声波处理时间对铝合金铸锭内气孔的影响,考察了超声波处理时间对铝合金铸锭组织细化的影响,分析了超声波处理时间对铝合金铸锭内气孔影响的原因。结果表明,当以适当的超声波处理时间施加时,可以得到良好的除气效果;处理时间过长,会导致气孔的增加。随着超声波处理时间的增加,铸锭细化率呈急剧增加的趋势,当增加到一定值后,细化率变化幅度变小。细化作用可以大幅度提高铸锭的致密度。     

功率超声对A356合金除气效果的影响

气孔和针孔等缺陷会对铝合金的性能产生不利影响,因此必须采取适当措施减少铝合金中气体的含量,提高产品质量。文中利用真空减压试验,研究不同功率超声作用时间对A356合金除气效果的影响规律。试验结果表明,随着超声作用时间的增加铝合金铸锭内的气体含量明显减少,致密度大幅提高;功率超声作用120s时,熔体内部就不会产生针孔等缺陷;作用时间超过120s后,随着超声作用时间的进一步增加,铝熔体中气体含量变化不明显。通过水模拟试验观察气泡在超声场作用下的运动情况并探讨超声场去除铝合金中气体的机理,功率超声的空化效应和声流效应是实现金属液除气的主要原因。     

超声波处理对Al-Pb合金铸锭偏析及性能的影响

以Al-Pb合金为研究对象,研究了超声波处理对合金铸锭溶质分布的影响。利用BSE对试样进行了检测,且测试了试样的硬度以及磨损性能。结果表明：在铸造条件下,采用合适的超声波处理时间能够有效抑制Al-Pb合金的溶质偏析;溶质含量过高时,超声波处理熔体分散溶质效果不好,当处理时间为180s时,A1-1％Pb的分散效果最好;超声波功率对Pb溶质分散性有直接的影响,功率过大或功率过小都达不到令人满意的分散效果。最后,利用超声波的空化效应以及声流效应说明了产生上述现象的原因。     

高功率超声外场下7050合金中的显微疏松

通过对超声波发生器的优化,研究了高功率超声波对7050铝合金铸锭中显微疏松形成的影响.试验结果表明,高功率超声处理的铸锭的组织更加致密,声流效应更加显著.在试验所用超声功率范围内,超声功率为2600W时除气效率最高,抑制显微疏松形成的效果最佳,铸锭中横截面处显微疏松百分比减少了30.4%-56.3%,中心显微疏松的百分比也减小了31.1%-53.3%,这表明高功率超声振动能极大降低显微疏松的形成.     

超声处理铝合金熔体对半连铸大铸锭组织与偏析的影响

在Ф1250 mm规格2219铝合金铸锭半连铸过程中,对结晶器中的熔体施加恒定功率的超声波处理,研究了超声处理熔体对大规格铸锭成分偏析的影响规律与作用机制。结果表明,在非对称超声场的作用下,铸锭整个断面的凝固组织均获得显著细化,晶粒尺寸减小且分布趋于均匀,溶质元素Cu的宏观偏析与显微偏析均得到了显著改善,与未加超声处理的铸锭试样相比,晶内相对固溶程度提高了13%,Cu元素的宏观偏析指数降低了24%。分析认为,超声的细晶作用以及超声声流、空化脉冲波促进的溶质元素扩撒对改善偏析具有积极影响。     

铸锭气孔对4032铝合金组织和性能的影响

针对4032铝合金在铸造过程中容易出现气孔问题,研究了铸锭气孔对该合金铸锭和棒材成品组织和性能的影响.结果表明:有气孔铸锭的强度要低于没有气孔铸锭的,但是气孔在一定范围内时对其组织和性能影响不大.     

超声波振动处理时间对铸锭组织的影响

研究各种超声波振动处理时间下, 超声波振动对铝合金铸锭组织的影响, 分析超声波对铝合金铸锭细化率的影响因素, 并且对超声波振动处理时期的铸锭内部温度分布进行比较.     

超声波功率对半连续铸造6013铝合金组织与力学性能的影响

采用超声波辅助半连续铸造工艺制备直径310 mm的6013铝合金铸锭,利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针分析仪和拉伸试验机,研究了超声波功率对半连续铸造6013铝合金铸锭显微组织与力学性能的影响。结果表明:超声波辅助半连续铸造工艺可以细化铸锭的晶粒和第二相,提高α-Al基体上的元素固溶度。超声波功率越大,铸锭的晶粒和第二相越细小,第二相分布越均匀,α-Al基体中的元素固溶度越高,铸锭的拉伸力学性能越高。当超声波功率增大至350 W时,铸锭的抗拉强度为261. 9 N/mm~2,屈服强度为225. 8 N/mm~2,伸长率为20. 9%,与未施加超声波的铸锭相比,此时铸锭的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了10. 7%、13. 6%、14. 8%。     

基于功率超声珩磨的空化泡动力学模型的研究

功率超声珩磨是在普通珩磨的基础上施加了功率超声振动。当超声波的强度超过液体空化阈值的时候会发生空化效应,产生大量的空化泡。在对功率超声珩磨切削运动以及空化效应基本理论分析的基础上,以单个空化泡为研究对象,利用能量守恒定律,建立功率超声珩磨单个空化泡的动力学方程,为功率超声珩磨空化效应的进一步研究提供了理论支撑。     

熔体超声波处理对Al-5%Si铸锭凝固组织的影响

为了研究超声波对金属熔体凝固过程中的影响,使用Al-5%Si合金进行了实验.在实验中采用几种不同的方法处理金属熔体:不添加除气剂、只添加除气剂、既添加除气剂又进行超声波处理.利用克劳修斯-克拉柏龙方程分析了超声波细化金属铸锭凝固组织的机理.结果表明,除气剂的添加与否对Al-5%Si合金铸锭组织的细化没有影响,铸锭由粗大的柱状晶组织构成;采用合适的超声波处理时间,Al-5%Si合金铸锭的等轴晶获得率大幅度提高,可使整个铸锭组织变为细化的等轴晶组织;超声波振动时间过长将导致铸锭内气孔的增加;根据克劳修斯-克拉柏龙方程,某一强度的超声波引起的压力冲击波作用,导致液相转变为固相,引起了超声波的细晶作用.     

铸锭底部强制冷却的超声波除气效果

研究了铸锭底部强制冷却情况下，超声波对金属铸锭的除气效果，同时也考察了铸锭底部强制冷却对超声波处理的铸锭组织细化的影响，分析了超声波除气效果的原因。研究结果表明。采用超声波振动处理与铸锭底部强制冷却相结合的方法，可显著地降低铸锭内的含气量；随着超声处理时间的增加，铸锭的细化率急剧增加。     

低功率超声处理对LC9合金初生晶粒的影响

以超声波输出功率密度、处理时间、熔体施振温度和铸型预热温度为研究因素,对LC9合金熔体施加低功率超声振动进行了试验研究。结果表明,通过控制低功率超声熔体处理参数与凝固条件,可以制备出初生相为球状或细小颗粒状晶体的LC9合金;功率密度在0～5W/cm2范围内,随着功率密度的增大,初生晶粒逐渐细化,但功率密度大于5W/cm2后,初生晶粒大小不再发生明显变化;随着搅拌时间的增加或施振温度的提高,初生晶粒尺寸先减小后增大,其转折点分别为45s和660℃;在室温～450℃的范围内,随着铸型预热温度的增加,晶粒尺寸迅速增大,当预热温度高于300℃时,超声波所起的晶粒球化效果被削弱。     

超声波熔体处理方法对纯铝铸锭凝固组织的影响

研究了超声波熔体处理方法对纯铝铸锭凝固组织的影响，分析了没有添加除气剂不进行超声波处理、只添加除气剂不进行超声波处理、既添加除气剂又进行超声波处理的情况，以及超声波对纯铝凝固组织影响的原因。研究结果表明，采用合适的超声波振动处理时间，可以提高铸锭晶粒的细化率。     

Analysis of internal crack in a six-ton P91 ingot

P91 is a new kind of heat-resistant and high-tensile steel. It can be extruded after ingot casting and can be widely used for different pipes in power plants. However, due to its mushy freezing characteristics, a lack of feeding in the ingot center often generates many defects, such as porosity and crack. A six-ton P91 ingot was cast and sliced, and a representative part of the longitudinal section was inspected in more detail. The morphology of crack-like defects was examined by X-ray high energy industrial CT and reconstructed by 3D software. There are f ive main portions of defects larger than 200 mm~3, four of which are interconnected. These initiated from continuous liquid f ilm, and then were torn apart by excessive tensile stress within the brittle temperature range(BTR). The 3D FEM analysis of thermo-mechanical simulation was carried out to analyze the formation of porosity and internal crack defects. The results of shrinkage porosity and Niyama values revealed that the center of the ingot suffers from inadequate feeding. Several criteria based on thermal and mechanical models were used to evaluate the susceptibility of hot crack formation. The Clyne and Davies' criterion and Katgerman's criterion successfully predicted the high hot crack susceptibility in the ingot center. Six typical locations in the longitudinal section had been chosen for analysis of the stresses and strains evolution during the BTR. Locations in the defects region showed the highest tensile stresses and relative high strain values, while other locations showed either low tensile stresses or low strain values. In conclusion, hot crack develops only when stress and strain exceed a threshold value at the same time during the BTR.     

Effect of side transmission of power ultrasonic on structure of AZ81 magnesium alloy

In order to promote the application of power ultrasonic in metallurgic industry, ultrasonic vibration is introduced from the side of AZ81 ingot by adopting the automatic-attracting amplitude transformer horn which has independently been designed and produced, and the effect of the side transmission of ultrasonic on the solidification structure of metal is investigated. The results show that under this experimental condition, power ultrasonic can greatly improve the solidification structure of AZ81 magnesium alloy. Compared with the traditional modification methods in which inoculants are added into melt, power ultrasonic has a better performance. The present research gives us a new way for the application of ultrasonic refinement technique.     

42CrMo模铸钢锭凝固场数值仿真与超声检测分析

采用大型商业软件ProCAST建立了钢锭凝固传热数值仿真,钢锭模在凝固过程中的温度场是空间和时间的变化量,属于三维不稳定态传热.为了验证钢锭凝固过程温度场变化对钢锭冶金缺陷的影响,本文采用24寸42CrMo钢种钢锭模进行数值仿真.采取钢锭浇注过热度、断面温度梯度、液相线和固相线的分析,模拟了钢锭凝固过程中温度场、凝固分...