镁合金电磁铸造中搅拌频率的确定

通过镁合金电磁铸造过程模拟，分析了镁合金电磁铸造过程中电磁搅拌对熔体流动和温度分布的影响。结果表明，当镁合金电磁铸造的搅拌频率为10Hz时熔体温度场分布比较合理。     

汽车发动机前盖用镁合金电磁半连续铸造工艺研究

分别采用常规铸造法和电磁半连续铸造法进行AZ31B-H24镁合金试样的制备,并进行了显微组织、物相组成分析和力学性能测试。分析测试结果表明:与常规铸造法相比,电磁半连续铸造法制备的AZ31B-H24镁合金有利于提高汽车发动机前盖的力学性能。     

健身器材用AZ31-0.3%Li新型镁合金的铸造工艺研究

采用电磁半连续铸造方法进行了健身器材用AZ31-0.3%Li新型镁合金的制备,并与常规铸造的显微组织和拉伸性能进行了对比分析。结果表明,与常规铸造相比,电磁半连续铸造方法制备出的组织更均匀、拉伸性能较优,铸锭不同部位的平均晶粒尺寸无明显差异;此外,室温抗拉强度明显提高,其中铸锭边缘处的室温抗拉强度较常规铸造增加55 MPa。     

电磁搅拌对镁合金铸锭宏观偏析的影响

研究了电磁搅拌对半连续铸造镁合金铸锭宏观偏析的影响。采用电磁铸造法制备了直径320 mm的AZ61镁合金铸锭,电磁搅拌施加电流为0~300 A,频率为15 Hz。利用化学分析法对比了不同电磁场强度下镁合金铸锭径向主要溶质元素的分布情况。结果表明,电磁搅拌可以有效改善镁合金铸锭主要溶质元素的分布,并且当施加电流强度为20~50 A时,铸锭径向元素偏析比明显减小,达到了改善镁合金铸锭宏观偏析的效果。电流强度超过100 A时,电磁场强度较大会引起熔体过搅现象,从而导致溶质元素偏析程度恶化。     

电磁搅拌对2219铝合金铸锭组织及环轧性能的影响

对比研究了电磁搅拌对2219铝合金铸锭凝固组织及环轧性能的影响。结果发现,相比普通半连续铸造,电磁搅拌半连续铸造2219铝合金铸锭凝固组织更加细小、均匀、圆整,整体平均晶粒尺寸由546μm缩小为186μm,最大与最小晶粒尺寸差异率由19.2%缩小为3.8%。经环轧变形后,电磁搅拌2219铝合金环件性能得到显著提高,高向、横向和径向的抗拉强度均≥460 MPa,伸长率均≥11.5%;并且不同位置、不同方向的性能一致性得到明显提高。     

电磁半连续复合铸造轧辊的思路与实践

为了实现复合轧辊的顺序凝固，研制了电磁半连续复合铸造试验装置，利用该装置进行了一系列电磁半连续复合铸造试验，探索出了一套合理的电磁复合铸造工艺，制造了高铬铸铁／45#钢复合轧辊，并进行了装机试验。结果表明：电磁半连续复合铸造轧辊思路正确，装置简单合理，既实现了轧辊在复合过程中的顺序凝固，减少了铸造缺陷，又使复合界面达到良好结合，提高了轧辊质量和生产效率。     

基于计算机模拟镁合金半连续铸造多物理场耦合分析

应用热力学与流体动力学理论,通过COMSOL Multiphysics多物理场有限元软件对AZ91镁合金半连续铸造过程进行了热流耦合模拟。采用四阶隐式龙格-库塔时间步长法和自适应网格技术提高模型数值求解的收敛性。通过模型化与数值计算实现了对镁合金半连续铸造工艺的定量描述,分析了铸造速度对镁合金半连续铸造过程的影响。     

复合物理场对AZ61镁合金半连续铸造凝固组织的影响

采取不同外场施加方式进行半连续铸造以制备Φ165 mm AZ61镁合金锭坯,研究不同外场施加方式对AZ61镁合金锭坯晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明,施加频率为30 Hz、电流为60 A的交变电磁场后,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造(DC)的248和276μm分别降至196和259μm,降低幅度分别达21%和6.2%,边部和中心晶粒细化程度明显不同;而施加超声-低频电磁复合场时,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸分别降至185和208μm,降低幅度分别达25.4%和24.6%,中心区域晶粒细化程度大幅度提高。另外,与常规DC铸造相比,复合场铸造使合金铸锭的硬度提高且从铸锭边部到中心硬度差别明显减小。可见,超声场-低频电磁复合场半连续铸造显著改善了AZ61镁合金锭坯的内部质量,使凝固组织更加均匀、细小,硬度提高并分布均匀。     

耦合搅拌制备7075铝合金大铸锭均匀性

结合电磁搅拌和机械搅拌,提出一种新型耦合搅拌技术,并利用该技术制备直径为300 mm的7075铝合金铸锭,研究该技术对半连续铸造参数、熔体温度波动、铸造液穴、铸锭组织和成分以及合金流变应力的影响。结果表明:相比普通半连续铸造,利用耦合搅拌技术后,半连续铸造工艺参数范围扩大,铸造效率得到提高,铸造过程中熔体温度波动由40~50℃减小到1℃,液穴深度由128 mm减小到88 mm,铸锭平均晶粒大小减小13%,且偏差由30%减小到9%,成分偏析也明显减小。此外,合金流变应力减小,且铸锭不同部位的流变应力大小差异也明显减小。耦合搅拌技术显著地改善熔体和铸锭的均匀性。     

包头稀土研究院完成镁合金半连续熔铸系统的调试生产

<正>近日,包头稀土研究院中试基地稀土镁合金中试线完成镁合金半连续熔铸系统的调试生产,制备出300mm×4000 mm的镁合金棒材。对其机械加工后进行的超声无损检测显示,合金铸棒无铸造缺陷,符合对应产品质量要求,下一步将进行大尺寸稀土镁合金棒材的产业化制备工艺开发。镁合金半连续铸造技术是将镁合金液经过结晶器凝结成壳后从下方拉出喷水冷却成具有一定断面形状和一定长度的铸坯的过程。半连续铸造生产的锭坯具有晶粒细小、     

挤压速度和电磁铸造锭坯对AZ31镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现,挤压速度比较低时,板材晶粒尺寸小,板材的表面质量比较好;随着挤压速度的降低,抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构,同时对挤压速度非常敏感,对变形均匀性影响比较大,因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下,溶质在晶内的固溶度增大,同时晶粒大小也比常规铸造的细小,因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后,挤压板材的晶粒尺寸比较细小,且强度和塑性都有所提高。     

高温合金母合金锭的真空电磁铸造技术研究

为了提高高温合金母合金锭的内在质量，提出了在高温合金真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌的真空电磁铸造技术。使用电子探针和光学显微镜研究了在真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌对高温合金母合金锭内在质量的影响。结果表明：在高温合金真空熔铸的凝固过程中，合理施加50Hz，60A的电磁搅拌，细化和增加了高温合金母合金锭的等轴晶组织，减少了中心缩孔缩松的大小和分布，大幅减轻了枝晶偏析的程度，从而使高温合金母合金锭的内在质量得到明显的改善。     

电磁铸造2E12铝合金的铸态组织与力学性能

分别采用电磁铸造和普通连铸技术制备了2E12铝合金连铸锭.通过显微组织和力学性能的对比分析,研究施加电磁场对2E12铝合金连铸过程及铸锭性能的影响.结果表明,使用电磁铸造技术制备的2E12铝合金铸锭具有良好的表面质量和内部组织,以及优良的力学性能.其中,电磁铸造方法获得的2E12铝合金铸锭相对于普通连续铸造铸锭晶粒平均尺寸由58 μm减小至36 μm,抗拉强度提高了9.08%,伸长率提高了61.58%,断裂方式为准解理断裂.     

电磁连铸过程中电磁场对变形镁合金凝固组织的影响

采用软接触电磁连铸和普通连铸的方法分别制备了AZ61镁合金铸锭,结果表明软接触电磁连铸铸锭的组织均匀,晶粒细化,晶界上二次相析出减少,第二相呈断续状弥散分布,Al元素含量在晶内增加,而在晶界处降低。针对上述现象探讨了连铸过程中电磁场作用下AZ61镁合金的组织凝固机理,提出第二相"磁致弥散"的思想,并推导了软接触电磁连铸的热力学关系。     

电磁搅拌对液态金属运动及凝固组织的影响

旋转型电磁搅拌在钢的连续铸造、铸件成形与凝固、半固态浆料制备、液态金属电磁净化等工艺过程中的应用受到了材料工作者的高度重视,并不断地取得了电磁搅拌应用技术开发与理论研究的成果.分析了旋转型电磁搅拌作用下液态金属运动特点及电磁力计算,建立了液态金属旋转运动的数学模型,并得到周向速度分布的表达式,研究了旋转型电磁搅拌对连铸坯凝固组织的影响,为在旋转型电磁搅拌应用中工艺参数的优化提供了依据.     

Effects of casting speed on microstructure and segregation of electromagnetically stirred Aluminum alloy in continuous casting process

Recently, a semi-solid metal processing has been acknowledged as a cost-effective technique to be able to manufacture high quality product for the transportation industry.In this study a hypo-eutectic Al alloy was fabricated by means of an electromagnetic stirrer in continuous casting process and the microstructural change during solidification due to a fluid flow by electromagnetic stirring was examined.Due to the forced fluid flow during solidification a dendritic phase of primary α phase of Al alloy was turned into a globular phase, which can make the Al alloy get a thixotropic behavior in the semi-solid region.In order to establish the quantitative relationship between microstructure and the process parameters, the morphology shape, a silicon distribution and a size of primary α phase were observed according to casting speed in continuous casting machine.The primary α phase was turned into the degenerate dendrites approaching a spherical configuration with increasing casting speed.The fine-grained and equiaxed microstructure appeared at higher casting speed.A segregation behavior of Si element was declined with increasing casting speed and a very uniform distribution of Si element was observed on the billet at a casting speed of 600 mm·min-1.A thickness of the solidifying shell of the billet was shortened with increasing the casting speed.     

AZ61镁合金软接触电磁连铸的研究

采用软接触电磁连铸法制备了AZ61镁合金铸锭，对其晶体结构、金相组织、力学性能及抗腐蚀性能进行了研究，并与金属模铸法制备的铸锭作了比较。实验发现：两种方法制备的铸锭相结构相同；软接触电磁连铸铸锭晶粒细小，第二相弥散分布，促使其力学性能有很大提高，常温抗拉强度和延伸率分别提高了约30％和27％，其断口形貌具有更多韧性断裂的特征；在3．5％NaCl溶液中的动电位极化测试表明，软接触电磁连铸可以使镁合金的自腐蚀电压升高，腐蚀电流密度降低，从而提高镁合金的耐腐蚀性能。     

低频电磁场对半连续铸造Al-Mg-Si-Cu合金显微组织的影响

采用低频电磁场半连续铸造工艺制备Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭,研究了低频电磁场对Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭组织的影响。结果表明,施加低频电磁场可以细化Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭的晶粒组织,减轻晶内元素的偏析程度。与常规半连续铸造相比,施加频率为20 Hz、电流为120 A的交变电磁场后,铸锭中的等轴晶组织增多,枝晶状组织减少,晶粒尺寸变得更加细小,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造的170和259μm分别降至133和187μm,同时有利于提高溶质元素在晶内的分布,很大程度上减轻了溶质元素的偏析。此外,低频电磁场的电磁振荡使得液穴内部温度场和流动场更趋均匀,溶质元素分配系数增大,结晶区间变小,抑制了树枝晶的生长,促进了Al-Mg-Si-Cu合金半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶,并且抑制了溶质元素的偏析。     

微钙合金化和电磁场对AZ31镁合金复合作用的研究

对变形AZ31镁合金在连铸过程中有、无施加电磁场和微钙合金化进行试验研究,并对铸锭的表观质量、微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明:微钙合金化和电磁场复合作用能连续铸造出表面光滑、无氧化夹杂和偏析瘤的高质量铸锭,合金的微观组织得到改善,合金的晶粒在铸锭内外一致,析出相呈圆点状或近圆点状弥散分布于基体.微钙合金化和电磁场复合作用对合金抗拉强度的提高近15%,对合金延伸率的改善更加有效,相对于普通连铸的AZ31镁合金,在微钙合金化和电磁场复合作用下AZ31镁合金的延伸率提高近90%.     

物理场对3003/4004复合铸锭凝固组织的影响

采用电磁搅拌、功率超声、超声电磁复合场等不同物理场制备3003/4004铝合金复合铸锭。结果表明,在电磁搅拌作用下,界面附近4004合金一侧α(Al)组织从未施加外场的树枝状转变为花瓣状。在功率超声作用下,4004合金中α(Al)及共晶硅组织都得到了良好的细化。在超声和电磁场联合作用下,界面处4004合金中的α(Al)组织同样得到细化,并且界面处的共晶硅组织较单独超声铸锭的更细小,其形貌从未施加外场时的粗大板条状及施加超声后的细针状转变为细小短棒状。