冷坩埚连续熔化与定向凝固Ti50Al合金的温度场计算(英文)

为了优化工艺参数和实现定向凝固,计算不同参数条件下的冷坩埚连续熔化与定向凝固Ti50Al(摩尔分数,%)合金的温度场。模型中的连续铸造通过识别运动单元的不同位置而实现。结果表明,在功率为52kW和抽拉速度为3.0mm/min时,送料棒在200s时可以完全熔化,在300s时具有一定的过热度。当功率为52kW时,随着抽拉速度从1.2mm/min加快到6.0mm/min,送料棒的过热度和熔区都减小,并且固-液界面变凹,其中在6.0mm/min时,送料棒不能被完全熔化。当抽拉速度为3.0mm/min时,随着功率从48kW增加到58kW,固-液界面位置变低且变凹,当功率为48kW时,送料棒不能被完全熔化。当抽拉速度和功率配合恰当时,可以实现冷坩埚连续熔化与定向凝固TiAl合金。     

结构对连续熔化与定向凝固用冷坩埚磁场的影响(英文)

为了提高连续熔铸与定向凝固用冷坩埚的工作效率和优化结构设计,基于实验验证,建立了不同结构的电磁冷坩埚的3D有限元模型,并研究了坩埚结构对其内部磁场的影响规律。电磁冷坩埚的结构变量包括坩埚内径、坩埚壁厚、开缝形状以及水冷铜环。结果表明:随着坩埚内径的减小、开缝宽度和横截面积的增大以及水冷铜环的去除,坩埚内分瓣中点和开缝处的磁场随之增强。此外,当外径一定时,存在一个最差的坩埚壁厚使得坩埚内磁场值最低。     

行波磁场励磁电流对薄壁件充型和表面缩陷的影响

通过使用ansoft软件对筒形薄壁件在不同励磁电流的行波磁场作用下的电磁力进行了分析,进一步研究了行波磁场的励磁电流对合金充型能力以及铸件外表面缩陷的影响。结果发现:行波磁场影响合金充型能力的同时也影响了铸件凝固表面质量;随着励磁电流强度的增加,合金充型能力成平方倍的提高,同时也成平方倍的增加了铸件表面缩陷发生的几率;相同励磁电流强度下,励磁电流频率对合金充型能力存在最优值;励磁电流频率在1000 Hz以下变化时,随着励磁电流频率的降低铸件表面缩陷发生的可能性不断减小。     

用铜模快冷法制备均质Al—In过偏晶合金

采用铜模快冷工艺制备了均质的Al-In过偏晶合金，分析了合金熔配过程、合金成分以及冷却速率对显微组织的影响。研究结果表明，对于质量分数不大于30％In的合金成分，1173K时保温40min以上时可得到均匀的单一合金熔体。采用铜模快冷方法可以得到第二相颗粒均匀分布的至少4mm厚的均质合金薄板。In颗粒尺寸分布具有双峰分布形式。随着In含量的增加或薄板厚度的增大即冷却速率的降低，In颗粒的平均尺寸增大。     

生长速度与试样直径对定向凝固Ti-46Al-8Nb合金显微组织和硬度的影响

对Ti-46Al-8Nb（摩尔分数,%）合金进行布里奇曼型定向凝固实验,考察生长速度和试样直径对合金显微组织、相变路径和硬度的影响。结果表明,随着生长速度的增加和试样直径的减小,凝固过程由完全β相凝固转变为具有包晶反应的凝固过程,其最终显微组织为α2/γ层片及有α2/γ层片和B2相组成的多相组织。以上结果是由扩散和对流的减弱造成的溶质富集而引起的。包晶反应的发生往往导致严重的溶质偏析,其中溶质Al和Nb的偏析使得层片组织较为粗大。因此,在较高生长速度下发生包晶反应时,合金硬度值急剧下降,硬度曲线随着生长速度的增加呈不连续变化。严重溶质偏析导致的粗大层片组织也使得该成分合金的硬度低于其他Ti Al基合金的硬度。     

淬火-回火工艺对Ti-46Al-xB合金柱状晶组织的影响

研究了淬火-回火工艺对Ti-46Al-x B合金柱状晶组织的影响。研究发现,淬火-回火工艺对Ti-46Al-x B合金的柱状晶组织具有明显的细化效果。这主要是由于温度梯度的增加和冷却过程中发生固态相变使晶界或相界面上原子错配,从而形成大量的位错,位错对晶界具有"钉扎"作用,从而细化Ti Al基合金柱状晶组织。结果表明,通过合金化元素B和热处理工艺的共同作用可以获得更为细小的Ti Al基合金柱状晶组织。这主要是由于随着B含量的增加,硼化物的析出量增加,而硼化物对位错线的进一步扩展起到了阻碍作用。从而促进了位错对晶界的"钉扎"作用,进一步细化了Ti Al基合金柱状晶组织。     

微量钴合金化的因瓦合金模具铸造成形试验研究

加工成本高、难度大是制约低膨胀因瓦合金模具在树脂基复合材料成形应用中的一个主要因素.通过对因瓦合金4J36成分进行微量调整,对因瓦合金在大气下的熔炼工艺、铸造工艺进行了试验研究.对简单模具样件的成形质量、热膨胀性能、微观组织以及常规力学性能的研究表明,大气下铸造生产因瓦合金模具是可行的.     

升温速率对TiH2热分解过程的影响

运用热失重法(TGA)分析研究TiH2的热分解反应性能.在真空条件下,分别以不同的升温速率加热TiH2粉末使之发生热分解,失重开始的温度大致在550～580℃范围内,随升温速率的增加变化不大,略有升高;失重结束的温度,随着升温速率的增加而升高;TiH2的失氢率随升温速率的增加而增加;随着升温速率的增加,TiH2失重所需时间减少.     

置氢对Ti6Al4V合金室温组织的影响

通过在钛合金中引入临时元素氢,可以改变钛合金的相组成,进而改变钛合金的力学性能和加工性能.利用OP、XRD和TEM研究了固态置氢后Ti6Al4V合金的微观组织变化.研究表明:随氢含量的增加,合金中的β相含量增加,在置氢0.302%及0.490%(质量分数)的试样中发现面心立方(fcc)的氢化物δ,及大量的斜方结构的马氏体α",未发现亚稳态的氢化物γ.提出了一种基于扩散的由βH共析转变生成α及fcc结构的片状氢化物δ的机制,并指出氢的引入可能诱发马氏体转变.     

Al-In难混溶合金的液相分离过程及显微组织数值模拟

建立了一个描述Al In难混溶合金冷却过程中液—液相变区微观组织演化过程的数学模型。该模型综合考虑了第二相液滴的形核、扩散长大、Brownian碰撞和运动碰撞的共同作用 ,并对模拟的结果进行了可视化动态模拟研究。以Al 3 0 %In合金为例进行模拟 ,结果表明 ,第二相在断面上的体积分数、粒子大小及分布与实验结果基本一致。这说明建立的模型对Al In难混溶合金具有一定实际预测功能。