Separation of inclusions from aluminum melt using alternating electromagnetic field

Effects of processing variables such as frequency of imposed magnetic field, imposed magnetic flux density, processing time, diameter of inclusions, and value of r1/δ on the electromagnetic separating(EMS) removal efficiency were analyzed theoretically. The higher the frequency, the wider the range of r1/δ will be. Removal efficiency reaches the maximum while r1/δ ranges from 1.5 to 2. And the experimental results on aluminum melt show that higher frequency and magnetic flux density make for higher removal efficiency, matching well with the theoretical results. When f is 15.6kHz, Be is 0.1T, and imposed time is 10s, more than 80% inclusion particles with 6μm diameter can be removed.     

稀土阻燃镁合金的高温氧化动力学研究

通过给镁中添加稀士元素Y和Ce获得了具有良好阻燃效果的Mg—Y—Ce合金，该合金能在1173K的高温下暴露于大气中0．5h而不燃烧。扫描电镜和X射线衍射分析表日月，合金表面生成了具有双层结构的复杂氧化膜：其中外层主要由Y2O3和MgO组成，内层则由大量的金属镁和极少量的MgO，Y2O3组成。高温氧化动力学研究显示，该合金在673K和773K时氧化符合抛物线一直线规律，而在873K下则遵循四方规律。     

Al—4.5wt—%Cu合金沟槽偏析的数值模拟

在多孔介质的连续介质模型基础上建立了宏观偏析模拟计算的诸方程,采用尝试法计算解决了各个方程中由于未知变量相互制约而引起的非线性问题,结果表明,Al-Cu合金铸锭在低速冷却条件下,存在由自然对流引起的径向回流分量;最终成分分布的计算值与实验值吻合较好,确认了偏析模拟计算的价值。     

金属液在连续纤维预制型中的横向补缩

研究了金属液在连续纤维预制型中的横向补缩。提出了金属液在连续纤维预制型中的横向补缩模型，依据契尔文诺夫定律推导出横向补缩时纤维束间距与纤维几何形态、金属基体凝固收缩率和纤维体积分数之间的关系式。研究了温度梯度和凝固压力对碳纤维／铝复合材料横向补缩的影响。结果表明：纤维束间距、束内纤维间距、温度梯度和凝固压力对连续纤维增强复合材料的横向补缩均有重要影响。     

多相竞争形核对相结构和过冷度的依赖性

采用经典形核理论与负熵模型相结合,研究了多相竞争形核对竞争相的结构和过冷度的依赖性.通过对Fe70Co30合金熔体中的两个竞争相b.c.c相和f.c.c相的界面能、体积自由能差和临界形核功的计算,并结合已有的试验结果进行了分析.结果表明,存在两相或多相竞争形核的金属熔体中存在着一个临界温度Tc.当熔体温度T＞Tc时,稳定相将优先形核;而当熔体温度T＜Tc时,亚稳相将优先形核.     

Al－18％Si合金的温度处理

对高低温金属熔体相混后的Ａｌ－１８％Ｓｉ合金组织性能的变化规律进行了实验研究和理论探讨。结果发现：高低温金属熔体相混后的Ａｌ－１８％Ｓｉ合金的微观组织明显改善、σ＿ｂ特别是δ＿５大幅度提高。其中初生硅尺寸从处理前的８０μｍ以上减小到２０μｍ左右，σ＿ｂ从处理前的１３８ＭＰａ提高到１８３ＭＰａ、δ＿５由处理前的１．２５％提高到３．８３％。高低温金属熔体相混对合金组织性能的影响与Ａｌ－Ｓｉ合金中各原子对的作用能不相等而引起的Ｓｉ原子在低温下的偏聚有关。     

Al—Si共晶强制性非稳态生长实验研究

本文在定向凝固系统上用变速抽拉方法试验研究了Al-Si共晶强制非稳态生长过程。在加速生长过程中,共晶相间距对生长速度的响应呈滞后效应,响应机制是共晶Si相成簇分枝和局域“终结”延伸。在减速生长过程中,Si相成簇分枝和“终结”伸缩机制仍控制相间距;共晶相间距由初始生长速度决定,对生长速度下降不产生响应。     

非平衡凝固对随后固态转变的影响

基于Fe-Ni包晶合金,Fe-B共晶合金和Ni基高温合金在快速凝固条件下的液/固相变过程对随后固态相变的影响规律,综合论述了非平衡凝固抑制包晶反应决定δ/γ转变路径,控制亚稳/稳态相转变和细化沉淀相等作用.结合相关理论分析了非平衡凝固过程与固态相变的内在物理联系.上述研究体现出进行非平衡凝固与固态转变一体化研究的科学意义.     

AI—5.6wt%Mn合金的激光表面重熔实验研究.

利用5kWCO2激光器对AI－5.6wt%Mn合金进行了一系列表面重熔实验，并对熔池的形貌和微观组织进行了分析研究。实验结果表明：重熔区组织较基体组织大大细化；随着生长速度的增大，重粉区组织由AI6Mn枝晶向α（AI） AI3Mn共晶、α（AI）胞／枝晶及完全无偏析固溶体转变，并对其形成原因进行了分析。熔池中存在的对流和激光扫描过程中工作台运动的不稳定造成了熔池表面波纹状组织和熔池中三维条带带状组织的出现。     

保温冒口研究

采用平板铸件法测定了珍珠岩、发泡石膏、陶瓷棉三种保温材料和湿砂型的热物理系数.从砂型铸件的凝固特点出发,提出了保温冒口的计算方法并利用测得的热物理系数对纯铝立方体铸件做了验证,实验结果与计算相符:珍珠岩和发泡石膏保温冒口比普通冒口约小七倍,陶瓷棉保温冒口约小八倍.最后对保温冒口的效能进行了理论分析,说明形成集中缩孔的合金铸件采用保温冒口,可以显著提高生产率和铸件实收率,节省金属熔化和切割冒口费用,减少金属损耗.