超声场对2219铝合金连铸坯晶粒尺寸的影响

利用Fluent软件对2219铝合金连铸过程进行数值模拟,并通过小铸锭模拟试验结合数值模拟研究连铸过程中最佳超声施加方式,以达到使铸坯晶粒组织细小均匀的目的。结果表明,凝固速度不同导致铸坯内晶粒组织不均匀,超声施加方式对晶粒细化效果影响较大。当凝固时间为4 min时,在第1 min加超声细化效果较为理想,晶粒尺寸细化了24.5%;在凝固末期施加超声细化效果存在较大梯度,沿作用方向降低。连铸中宽度方向中部施加超声作用,探头应位于糊状区上方。     

超声场作用下Al-Si合金的除气效果及晶粒细化

在不同的恒温条件下,对Al-Si合金熔体进行不同时间的超声处理,当超声处理时间为60 s时,试样含气量显著降低,除气效果明显.在Al-Si合金凝固过程中施加超声场,晶粒发生球化、细化现象;在Al-Si合金凝固区间恒温条件下施加超声场,晶粒发生细化但未发生球化现象.超声场作用下Al-Si合金晶粒细化主要是由于空化泡破碎产生的过冷生核所造成的.     

超声振动辅助激光熔化沉积316L不锈钢的微观组织演变研究

在激光熔化沉积316L不锈钢的过程中耦合不同功率的超声振动,研究了超声功率对晶粒形态尺寸、凝固组织形成机制以及晶粒生长特性的影响。研究表明,激光熔化沉积过程中316L不锈钢晶粒发生定向凝固外延生长,形成粗大的柱状晶。施加超声会将沿[100]方向外延生长的粗大原生柱状晶打碎,产生细化晶粒的效果;沿柱状晶外延生长方向传递的超声振动增大了晶粒内沿长轴方向的累积取向差,提高了平均位错密度。施加超声有助于加强熔池流体的对流,降低沿沉积方向的温度梯度,使得垂直生长的柱状晶更快转变为八字形柱状晶;同时提高合金凝固冷速,使得柱状晶宽度以及晶粒内部一次枝晶列间距减小,实现宏观晶粒尺寸与微观枝晶间距的细化。     

脉冲磁场对焊缝凝固组织的影响

以AI - 4.5Cu低温合金作为焊材模拟工业生产中大壁厚钢板焊接过程,施加脉冲磁场作为细化焊缝区晶粒的外场作用源,研究了不同脉冲磁场施加方式、励磁线圈结构、脉冲磁场参数变化以及凝固工艺参数对焊缝凝固组织的影响.试验结果表明,施加脉冲磁场能改善焊缝凝固组织,使柱状晶向等轴晶转化,细化焊缝区晶粒;特别在E形线圈横向脉冲磁场作用下的焊缝凝固组织细化效果更为明显.     

脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固及力学性能的影响

在Mg-Gd-Y-Zr合金凝固过程中施加不同频率的脉冲磁场,研究脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固的影响.实验结果表明,脉冲磁场使Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒细化,在频率为5 Hz条件下获得最佳的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸从未加脉冲磁场条件下的65 pm细化到37 pm.脉冲磁场的搅拌导致熔体磁过冷及熔体温度梯度降低是晶粒细化的主要原因.脉冲磁场的施加使抗拉强度和延伸率较常规铸造合金分别提高了4.8%、78.5%.     

强磁场对Al-4.5Cu合金定向凝固过程中织构和晶界的影响

研究了顺磁性Al-4.5Cu合金添加Al-5Ti-1B细化剂后,在强磁场下定向凝固时凝固组织中织构的形成规律和晶界特征分布.结果表明:当温度梯度为27 K/cm,未施加磁场时,细化后晶粒取向杂乱;施加磁场后,随着磁场强度的提高,晶粒位向发生变化,晶粒沿a-Al易磁化轴〈310〉发生取向排布.伴随〈310〉织构的生成,晶粒中重位点阵(CSL)晶界比例提高.熔体中具有磁晶各向异性的a-Al晶粒在磁场下受磁转矩作用发生转动,是织构生成的主要原因.还讨论了磁场下流体流动对织构生成和晶界的影响.     

超声处理对7050铝合金凝固组织晶粒细化影响

研究了功率超声对7050铝合金凝固组织晶粒细化规律。实验结果表明,功率超声施振对7050凝固组织有显著细化作用,并随施振功率的增大,晶粒细化效果增强。但超声施振功率增大到一定程度后,晶粒细化效果不再明显。在铝熔体凝固过程的不同温度区间施加超声振动,温度过高、过低都会减弱细化效果,超声最佳施振温度区间为760～660℃。施振功率为240W时平均晶粒尺寸可达67μm。对平均晶粒尺寸与超声功率分析表明:超声施振功率与细化晶粒尺寸近似满足负指数递减关系,这为超声细晶技术在工业应用方面提供了实验依据。     

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.     

超声处理对AZ91D-3Ca镁合金凝固组织的影响

以超声波输出功率、处理时间、熔体施振温度和铸型预热温度为研究对象,对AZ91D-3Ca阻燃镁合金熔体施加超声振动进行了研究.结果表明,通过控制超声熔体处理参数与凝固条件可以细化AZ91D-3Ca阻燃合金的凝固组织.当超声功率密度在0～5.56 W/cm2时,随着超声功率密度的增大,合金的初生晶粒逐渐细化;当功率密度大于5.56 W/cm2时,合金的初生晶粒不再发生明显变化.当超声处理时间为15s时,合金的初生晶粒最为细小;在30～60 s范围内,超声处理时间的增加对初生晶粒细化效果的影响不明显.在600～690℃范围内,随着施振温度的提高,合金的初生晶粒先细化后粗化,其转折点为630℃.在室温～690℃范围内,随着铸型预热温度的增加,合金的初生晶粒逐渐粗化.