电磁-超声能场对3003铝合金铸轧组织和性能的影响

通过在铸轧区的关键部位引入电磁-超声能场,实现对3003铝合金的普通对称铸轧、非对称铸轧和非对称电磁-超声铸轧。用该方法分别制备了上述3种铸轧带坯,并将普通对称铸轧带坯与非对称电磁-超声铸轧带坯加工成厚度为0.25 mm的成品薄带。通过金相显微观察、扫描电镜观察和动静万能试验机测试分析了3种3003铝合金铸轧板的组织和性能。结果表明:与对称铸轧相比,非对称铸轧有效地抑制了宏观偏析,并使铸轧速度提高了33.3%;施加电磁-超声复合能场后,铸轧带坯晶粒显著细化,力学性能明显提高;电磁-超声成品薄带的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别比普通成品薄带的提高了32.93%、38.91%和6.25%。     

半固态铸轧AZ91D镁合金板带的再加工组织性能

实验研究了半固态铸轧成形技术制备的AZ91D镁合金板带的再加工组织性能及特点。半固态铸轧实验是在自制的试验机上进行的,得到半固态铸轧AZ91D镁合金板带之后,分别进行冷轧、热轧和冲杯实验,加工后取样观察显微组织。实验结果表明,半固态铸轧的AZ91D镁合金板带材具有较好的加工性,最大冷变形可达到28%,热变形可达到47%。观察组织可见,横断面、纵断面固相颗粒在轧制作用下都有所变形,纵断面的变形更为严重,说明组织沿轧制方向塑性变形较大。     

电磁振荡场作用下双辊铸轧制备2099Al-Li合金的偏析行为及组织性能

采用OM、SEM、EMPA、DSC、电导率和常温拉伸性能测试等手段,分别对传统双辊铸轧及电磁双辊铸轧2种工艺条件下制备的2099Al-Li合金的微观组织及性能进行了深入研究,分析了双辊铸轧过程中的偏析产生机理及电磁振荡场的作用机制。结果表明:双辊铸轧工艺将连续铸造和轧制变形结合为一道工序,解决了传统铸造方法制备Al-Li合金因Li元素的加入而导致的严重缩孔等问题,但在铸轧板材中心存在宽度接近1 mm的宏观偏析带。在铸轧过程中施加电磁振荡场后,偏析带基本消除;二次枝晶臂间距缩减至6.90μm;Cu、Zn、Mg元素的偏析度分别降低至2.45、0.93、1.05;合金中的非平衡共晶相含量显著降低。相较于双辊铸轧工艺,电磁双辊铸轧制备的2099Al-Li合金板材的抗拉强度、屈服强度、延伸率分别提升了34 MPa、18 MPa、2.8%,合金的力学性能得到大幅改善。     

复合能场铸轧对AZ61镁板组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸及弯曲性能测试等分析手段,研究复合能场(超声波和电磁场)铸轧工艺对AZ61镁合金板微观组织、力学性能和加工性能的影响。结果表明:与常规铸轧镁合金板带相比,复合能场可有效减小晶粒尺寸,并使析出相均匀弥散分布;施加复合能场之后,铸轧板抗拉强度、屈服强度及伸长率较常规铸轧板分别提高10.58%、12.84%和52.17%,而终轧成品板分别提高10.45%、20.56%和65.25%,且板材轧制后具有裂纹倾向小、抗弯强度及最大挠度大、弯曲抗力小等性质,可有效减少加工过程中材料及工具磨损,获得较好的综合性能。     

电磁-超声能场对1060铝板带再结晶组织与织构的影响

在双辊连续铸轧过程中施加电磁-超声能场制备出1060铝合金铸轧板坯,经不同冷轧变形量的冷轧后退火,制备出系列铝板带,从晶粒大小、形态和取向等方面分析电磁-超声能场对铝板带再结晶组织与织构的影响。结果表明:电磁-超声能场可使铝合金铸轧板坯的平均晶粒尺寸减小50%,使第二相均匀弥散分布在晶内和晶界上,并能降低织构取向密度,使织构组分漫散分布;电磁-超声能场可加大铝合金铸轧板在冷轧-退火过程中的再结晶程度,并获得更加细小均匀的再结晶组织;电磁-超声能场还可降低铝合金铸轧板冷轧-退火后的再结晶织构强度,抑制晶粒的择优取向,提高铝合金铸轧板的深冲成型性能。     

双辊铸轧AZ91D半固态镁合金板带试验研究

在自行设计、安装的双辊连续、水平铸轧机上进行AZ91D镁合金半固态板带铸轧试验研究，分析了镁合金半固态浆料的制备过程，在590℃左右机械搅拌5min，在550-585℃温度区间内进行铸轧。结果表明，半固态连续铸轧技术可以提高板带的塑性加工性能，细化晶粒。在380℃时进行热轧再加工，最大压下率达到46％。     

铅板连续铸轧中轧速对温度场和带坯组织的影响

通过数值模拟和试验研究了不同铸轧速度下铅板连续铸轧过程的温度场和铸轧带坯的微观组织。结果表明:铸轧速度太慢时铸嘴容易被堵塞、拉伤,铸轧难以顺利进行,无法实现正常生产;铸轧速度太快时容易出现"热带",铸轧的连续性难以得到保证,铸轧带坯组织为铸造组织。可行的铸轧速度为1.0～1.4 m/min。当铸轧速度为1.4m/min时,铅板带坯晶粒大小均匀,微观组织和板带性能最好。     

上方侧注式双辊铸轧1050铝薄带的研究

采用上方侧注式双辊铸轧工艺制备了1050铝铸轧薄带,并观察了薄带金相组织。结果表明,1050铸轧薄带表面质量良好;薄带厚度随带坯长度的增加而先增加后趋于稳定。金相组织观察表明,上方侧注式双辊铸轧薄带上辊侧与下辊侧组织存在明显差异。上辊侧为等轴生长的凝固组织,下辊侧为轧制变形组织,且中间存在一条分界线,是由于轧制作用改善冷却条件所产生的。     

铸轧镁合金薄带组织演变实验研究与模拟

以镁合金薄带双辊铸轧新技术为背景,开展了铸轧成形过程中组织性能的模拟研究。镁合金薄带双辊铸轧是以液态镁合金为原料,用两个反向转动的水冷铸辊为结晶器,直接制备1．5～3．0mm镁合金薄带的短流程新工艺。对双辊铸轧轻合金薄带的凝固组织演化过程进行数值模拟,用以优化和指导制备技术,具有重要的理论意义和应用前景。项目研究组通过对双辊铸轧过程动态凝固成形的有限元数值模拟研究、镁合金薄带铸轧实验研究以及后续加工过程中的组织演变规律研究,得到了主要工艺参数对铸轧工艺稳定性及组织性能的影响规律。     

薄板急冷铸轧工艺与组织特征

将急冷凝固和连续铸轧技术结合起来，用双辊铸轧机铸轧３ｍｍ厚铝合金带材，通过铸轧过程传热分析等建立了稳态铸轧速度与铸轧辊几何参数和传热特性参数，铸轧材料特性参数及其他工艺参数的定量关系，通过铸轧试验，得到了铸轧厚３ｍｍ，宽５０－１５０ｍｍ薄带稳态铸轧的最佳铸轧温度，铸轧角和铸轧速度等工艺参数，组织分析表明，急冷铸轧薄铝带组织细密，为提高铸轧板带性能提供的依据。     

超声波处理对铸轧铝板带组织的影响

采用双头式超声波导入杆在水平式双辊铸轧机进行超声波铝板带的铸轧试验,研究超声波作用下铸轧铝板带的金相组织,结果表明,在铝铸轧过程中施加超声波能够使晶粒细化,组织更加均匀;探讨超声波空化现象及声流作用对铸轧铝板带组织细化作用的机制。指出目前超声波铝铸轧过程中存在的问题。     

铸轧区长度对Al-8Si合金铸轧板显微组织的影响

采用连续铸轧方法制备Al-8Si合金铸轧带坯,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,研究不同铸轧区长度对铸轧板微观显微组织和中心层偏析的影响。研究表明,随着铸轧区长度的增加,偏析范围先增大、后减小。这是由于铸轧区长度的增加,导致铸轧区域冷却强度加大,较强的冷却速度加快了金属的凝固,从而减轻了中心偏析程度。Al-8Si合金同一铸轧区表层和中心部位共晶硅组织的形貌有较大区别,表层共晶硅呈网状分布,微观形貌大部分呈纤维状,小部分呈瓣片状,中心层共晶硅形貌为沿不同取向的集簇状,形成中间线偏析。这是由于:铸轧坯料在轧制时,上、下表层先与轧辊面接触,而中心层相较于上、下表层的冷却速度较慢,所以,最后凝固,使上、下表层相较于中心层晶粒更加细小。     

铸轧带坯内部质量对铝板深冲性能的影响

论述了铸轧带坯含气含渣量、晶粒度、化学万分对铝板溶冲性能的影响，提出了改善铸轧带坯质量的措施。     

工艺参数对连续流变轧制成形Mg-3Sn-1Mn合金板材组织和力学性能的影响

开发了Mg-3Sn-1Mn合金板材倾斜板连续流变轧制成形工艺,并研究工艺参数对合金板材微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着轧辊转速的增加,板材的初生晶粒平均直径增大;随着倾斜板振动频率增加,板材的初生晶粒平均直径先减小后增大,板材的抗拉强度和伸长率先增加后降低.随着浇注温度的升高,板材的初生晶粒平均直径逐渐增大,板材的抗拉强度和伸长率逐渐降低.当浇注温度为670℃、轧辊转速为52mm/s、倾斜板振动频率为60 Hz时,制备了组织性能较好的Mg-3 Sn-1Mn合金板材,其力学性能优于添加0.87％Ce(质量分数)的Mg-3Sn-1Mn合金热轧板材的力学性能.     

Coupled analysis of temperature and flow during twin-roll casting of magnesium alloy strip

The distribution of temperature and flow fields in cast-rolling zone was obtained through the direct coupled solution of finite element method. Two vortexes appeared in the cast-rolling zone during twin-roll casting. The flow velocity along thickness of the magnesium alloy strip was heterogeneous, which resulted in the microstructure with the flow trace inclined to the cast-rolling direction. The temperature difference between the strip surface and at the center was about 150 °C at the inlet and it declined to about 25 °C at the exit. The increase of the casting temperature caused the raise of the strip temperature at the exit. The calculated temperature was consistent with the measured temperature.     

铝电磁铸轧中熔体的频率响应

介绍了在铝铸轧工艺中用频率交替变化的电磁场抑制晶粒长大的方法,阐述了粘性流体与电磁波频率响应的关系,分析了电磁场频率与熔体波动对晶粒细化效果产生的影响。结果表明在d650mm×1600mm铸轧机系统中,电磁场的最佳频域范围为11～15Hz。     

铸态QT600-10的生产工艺

介绍了汽车铸件的结构以及技术要求,根据技术要求将球化处理后的化学成分控制在:w(C)3.6%~3.8%,w(Si)2.6%~2.9%,w(Mn)0.25%~0.45,w(P)≤0.030%,w(S)≤0.015%,w(Mg残)0.03%~0.04%,w(RE残)0.01%~0.02%,采用5 t中频炉熔炼,原铁液出炉温度控制在1 480~1 520℃,采用冲入法进行球化处理,选用低RE的FeSiMg6RE2球化剂,粒度为10~25mm,加入量为每包铁液量的1.1%;采用粒度为3~8 mm的CaBa复合孕育剂进行一次孕育,浇注时使用粒度为0.3~1 mm的高CaBa复合孕育剂进行二次随流孕育。最终生产铸件的球化等级控制在2~3级,石墨球大小6级,抗拉强度不低于600MPa,伸长率不低于10%,且珠光体体积分数及力学性能波动均在10%以内。     

细化剂对AZ31镁合金板材显微组织的影响

试验研究了以Al-Ti-C、MgCO3作为细化剂对双辊铸轧镁合金薄带微观组织的影响.结果表明,添加了细化剂的薄带其铸轧组织基本为等轴晶,晶粒明显细化,其中加Al-Ti-C作为细化剂的效果要明显优于加MgCO3的.较低轧制温度下轧制获得的薄板的微观组织仍保留了少量的铸轧组织,但随着轧制温度的升高,孪晶组织明显减少,再结晶程度显著提高.添加细化剂的铸轧镁合金组织在轧制后仍有一定的遗传性,但细化程度没有铸轧时的那么显著.     

基于双辊铸轧的Al-Zn-Mg-Cu系合金冷轧后的再结晶行为

将双辊铸轧运用于制造Al-Zn-Mg-Cu合金带材。研究带材减薄率及热处理温度对合金再结晶行为的影响。结果表明：在冷轧率为60％、热处理制度为500℃的条件下处理1h时,合金带材具有细晶组织（平均晶粒尺寸约为13μm,晶粒纵横比约为1．7）和高的力学性能（UTS≥360MPa,δ≥20％）。研究了微观组织对Al-Zn-Mg-Cu合金带材力学性能的影响。合适的双棍铸轧热处理及加工工艺能制造低价、高强的Al-Zn-Mg-Cu合金带材。     

带钢对中位置脉冲电磁感应检测方法

在分析了现有各种带钢对中传感检测方法的原理和研究现状的基础上,研究了带钢对中位置两段式脉冲电磁检测方法。该方法基于电磁感应工作原理,实验装置由原边激励线圈、两段式副边差分检测线圈、脉冲激励/检测装置组成。经功率放大的脉冲电压信号对原边激励线圈进行激励,通过数字示波器在线采集检测线圈输出的差动信号并进行分析。该装置具有1.2%线性度,±1.0 mm检测精度,±0.1 mm分辨率,能满足工业生产现场对带钢对中检测及纠偏控制的要求。