Al-5Ti-1B细化剂对7050铝合金晶粒尺寸和热裂敏感性的影响

利用金相分析、扫描分析、热裂敏感性评估试验等方法,研究了Al-5Ti-1B细化剂对7050铝合金铸态晶粒细化的作用及铸造过程中热裂敏感性的影响。结果显示,随Al-5Ti-1B添加量的增加,7050铝合金铸态晶粒由粗大不规则的枝晶逐渐变为细小等轴晶,特别是从不添加到添加少量细化剂时细化效果更明显。经热裂敏感性评估,7050铝合金的热裂敏感性随细化剂的加入量增加而下降,说明晶粒细化可以改善合金铸造时的热裂缺陷。论文从晶粒细化对熔体流动、凝固收缩、应变集中等方面的影响解释了相关的机制。     

铝合金铸热裂预测数值模拟研究进展

热裂是铝合金熔铸过程中常见的一种铸造缺陷,是工业生产大型均质无缺陷铸锭所面临的重要挑战之一.尽管经过几十年的研究提出了很多理论和模型,但是在对热裂本质的认识上仍存在很多不足和局限性.本研究从固液两相区的性能测量,数值模拟研究所需边界条件的设置,热裂判据的开发及数值模拟的应用等多个方面,总结了铝合金熔铸热裂预测研究中数值模拟方面的研究进展,并就其发展方向提出了建议.     

退火后终轧压下量对铝合金轧板织构和深冲性能的影响

通过测定铝合金轧板的塑性应变比、凸耳参数以及杯突值,并利用电子背散射衍射(EBSD)对轧板的织构演变进行表征。研究了退火后终轧压下量对H14态铝合金板织构和深冲性能的影响。结果表明:随着退火后终轧压下量的增加,板材中Cube织构与Copper织构的强度逐渐降低,并均有向Brass织构转变的倾向,其中Cube织构沿着α取向线转变,转变路径为Cube→Goss→Brass,Copper织构沿着β取向线转变,转变路径为Copper→S→Brass;当终轧压下量为0.5 mm时,Cube织构、Goss织构的强度与其他变形织构的强度比例为1∶1。随着终轧压下量的增加,0°和90°方向材料的r值呈下降趋势,45°方向的r值则先减后增;在压下量为0.5 mm时材料的△r值最小、杯突值最大,说明其深冲性能最好。因此,通过适当调整退火后终轧压下量可以使铝合金板获得合理的织构组分比例,从而降低或消除制耳。     

大规格7050铝合金圆锭熔铸工艺参数优化的数值模拟

采用某铝业公司提供的铸造工艺参数,基于温度场、应力场和流场三场的耦合系统研究了铸造工艺参数设置对熔铸过程的影响。结果显示,铸造速度对应力场影响非常大,而铸造温度、水流量对应力场的影响则不太明显。针对800 mm铸锭热裂问题,通过数值模拟对原工艺参数进行了优化。     

起始铸造速度对AA7050合金半连续铸锭应力分布的影响

通过温度场、流场和应力场的三场耦合,对某铝业公司AA7050铝合金铸锭在半连铸过程中3种不同起始铸造速度下的应力、应变分布进行了数值模拟研究。结果显示,铸锭心部呈现很大的三轴拉应力,表面则呈现明显的压应力。根据在糊状区环向和径向的应力、应变分量较大,而轴向应力、应变分量较小,可以预计热裂纹倾向平行于轴向分布,不太可能发生垂直于轴向的热裂纹。铸造时在起始铸造阶段有必要采用小的铸造速度,以降低糊状区的热应力、应变,减小开裂倾向。     

7050铝合金半连铸过程应力场及开裂倾向

7050铝合金在半连铸生产过程中发生热裂和冷裂的倾向很高,不但影响了产品的质量和生产效率,还可能导致生产事故.工厂常采用试错法以找到最优的工艺参数,但这种方法成本高且效率低.运用数值模拟的方法再现铸造过程中各物理场的变化情况,已成为优化铝合金熔铸工艺非常重要的研究手段.本文通过将温度场、流场和应力场进行直接耦合,对7050铝合金的半连铸过程进行了数值模拟研究.结果显示,在糊状区沿铸锭宽度方向的应力和应变分量最大,特别是在起始铸造阶段,因而最容易在起始阶段产生垂直于宽度方向的热裂纹.冷裂与铸锭内应力集中有关,根据计算可知铸锭在冷却至200℃时冷裂倾向最大.由实际裂纹所处的部位及所需的临界尺寸可以推测,该冷裂纹极有可能是糊状区产生的热裂纹在低温时失稳扩展而形成的.      

连铸起步段液芯压下薄板坯的热-力行为分析

基于ALE算法和三维热弹黏塑性本构方程并考虑湍流的影响,模拟了连铸起步段低碳钢带液芯压下薄板坯的凝固行为、应力应变分布及变形情况。研究表明,薄板坯连铸液芯压下过程中对板坯的压缩作用主要由板坯中未凝固的部分(液芯部分)来承担,板坯凝固坯壳部分在板坯厚度方向的尺寸变化不大。连铸液芯压下过程中板坯不同位置处的应力不同,板坯在经过液芯压下辊前后,应力发生了较大的变化。在板坯近角部区域应力最大,窄面区域所承受的应力比宽面区域大。连铸液芯压下过程中板坯的等效应变与液芯压下量有关,液芯压下量越大,等效应变值越大,而且应变最大值出现在窄面,且随着时间而发生变化,在起步段的某一时刻（13.5s）应变达到最大值,此时更易接近板坯的临界等效应变,从而诱发裂纹等缺陷。研究证实了对带液芯压下薄板坯连铸起步段开展瞬态数值分析的必要性。     

AA7050合金半连铸开裂及变形机制

通过数值模拟对工业大规格铸锭在半连铸过程中的应力场分布以及铸锭的变形进行了研究，分析了铸锭可能的开裂方式以及铸锭变形的机制，同时也研究了铸造速度对铸锭中应力场和变形的影响。结果显示，改变铸造速度对铸锭中各应力分量的影响不同，因此也影响了铸锭可能的开裂方式；提高铸造速度大幅增加了轧制面收缩的程度，但翘曲主要受起始阶段铸造速度的影响，受稳态铸造速度的影响不太显著。初始铸造速度对翘曲的影响主要是由其对液穴深度的影响所致。