7xxx系铝合金凝固过程中收缩行为的测定

应用自主设计的测量装置对7xxx系铝合金凝固过程中的收缩行为进行了系统的测量。主要研究了3种7xxx系铝合金的收缩行为和微观组织对热裂敏感性的影响。研究发现,在凝固过程中,3种7xxx系铝合金表现出了非常不同的收缩行为。7050和7075铝合金的热膨胀系数曲线从收缩起始点(固相率fs分别为0.69和0.73)开始陡然增加至峰值,之后随着温度的降低减小至一个常数值;7022铝合金的热膨胀系数曲线与以上两种不同,从收缩起始点(固相率为0.8)开始先出现一个波动上升,其后随着温度降低数值单调递增。微观组织显示,收缩过程的起始点是枝晶搭接的开始点。凝固过程中,7050合金的热膨胀系数大于7022合金,可以认为凝固过程的收缩行为能作为热裂敏感性的一种判断准则。     

新型高Zn超高强铝合金扁锭铸造工艺研究

采用仿真模拟和试验相结合的方法,研究了一种Zn含量高于AA7055合金的新型超高强铝合金的半连续铸造工艺。结果表明,在满足综合性能要求的前提下,适当降低Zn、Cu含量,提高Mg含量,降低Fe、Si、Mn等杂质元素的含量,有利于铸造成形。工艺研究表明,新型铝合金固-液相区温度范围较宽(170℃),铸造时极易开裂,通过施加挡水板进行模拟及试验研究,成功铸造出180mm×360mm规格无裂纹铸锭。     

电磁软接触铸造7050高强铝合金扁锭的组织和力学性能

通过数值模拟与试验研究的方法,采用软接触电磁铸造技术制备7050高强铝合金扁铸锭。模拟结果表明,施加软接触电磁场后,铸锭内部的流动场和温度场分布均发生改变。试验结果表明:采用电磁软接触铸造技术后,铸锭表面粗糙度由常规铸造时的101.1μm降低至48.6μm,平均晶粒由常规铸造时的80～85μm细化至55～70μm,晶粒尺寸不均匀度由常规铸造的21.69%降低至11.50%;此外,采用电磁软接触铸造工艺后,铸锭的合金化元素偏析得到抑制,Zn、Mg、Cu三元素的最大偏析率分别由常规铸造时的6.62%、9.54%、7.92%降低至3.87%、3.63%、1.36%,合金化元素分布更加均匀。     

3104铝合金低液位铸造扁锭质量研究

文章研究了低液位铸造过程中液位高度、石墨内衬温度和冷却水流量对440×1320mm规格3104铝合金铸锭质量的影响。结果表明:控制液位高度使铸模单独冷却距离在20~25mm,确保石墨内衬与结晶器壁贴合严密使石墨内衬温度低于200℃,优化冷却水量使铸锭启铸阶段第一主应力数值从165MPa减小至102MPa,能够获得高表面质量无裂纹铸锭。     

感应凝壳熔炼悬浮驼峰数值模拟研究

采用计算机模拟方法,定量研究了安培·匝、坩埚开缝数、不同合金以及线圈位置对悬浮驼峰高度的影响.结果发现,悬浮驼峰的高度随着加载安培·匝数值的增大而呈线性增高.每增加1 000 A·匝,驼峰高度增加4.2 mm.开缝数小于40时,悬浮驼峰的高度和坩埚开缝数成正比,坩埚开缝数每增加1,驼峰高度增加0.6 mm;开缝数大于40时,悬浮驼峰高度随坩埚缝数增加而缓慢提高.炉料的相对磁导率越小,悬浮驼峰的高度越高;合金的密度越大,悬浮驼峰的高度越低.Ti-48Al-2Cr合金的密度最小,其悬浮驼峰高度最高;Ti-15V-3Cr合金的密度最大,其悬浮驼峰高度就最低.     

均质难混溶合金制备技术研究进展

概述了难混溶合金(偏晶合金)特殊的组织及性能,并对各种难混溶合金均质制备工艺进行了总结,介绍了几种新的难混溶合金均质制备方法。分析了传统制备工艺与新兴制备工艺的不同特点,并指出难混溶合金均质化制备技术今后的发展趋势。     

感应凝壳熔炼过程热与流场耦合数值模拟研究

模拟研究了TiAl合金感应凝壳熔炼过程的热场和流场分布,探讨了安培匝、电源频率以及坩埚与感应线圈的相对位置等电磁参数对热及流场分布的影响规律,模拟模型通过实验测得的磁感强度以及搅拌驼峰高度进行了有效验证,并对模拟结果进行了详细的分析讨论.     

电磁场对7050铝合金凝固组织和元素分布影响

为了研究中频电磁场对7050铝合金凝固组织和元素分布的影响,在未施加电磁场,施加1000Hz、6000A电磁场和1000Hz、4000A电磁场下进行7050铝合金凝固试验.利用金相显微镜和电子背散射衍射分析技术分析了锭坯微观组织,利用化学分析方法测定溶质元素沿锭坯边部到中心的分布情况.结果表明:外加中频电磁场有效地细化晶粒,影响溶质元素分布.未施加电磁场下,锭坯晶粒最大,发生反偏析;1000Hz、4000A电磁场下,锭坯晶粒次之,发生反偏析;1000Hz、6000A电磁场下,锭坯晶粒最细,发生正偏析.     

采用近终形铸造制备高强6xxx铝合金控制臂

采用近终形铸锭配合热锻工艺制备高强6xxx铝合金控制臂。首先设计近终形铝合金锭坯的形状,采用Procast商业软件模拟研究近终形铝合金铸锭的铸造过程。结果表明,近终形铝合金铸锭的收缩行为与铸锭形状相关,经模拟计算优化后,铸造出无缺陷的近终形6xxx铝合金铸锭。为了获得优异的锻件性能,研究了6xxx铝合金的热压缩行为。结果表明,锻件组织中的亚晶百分数与Z参数值相关;中等Z参数（1．09×10^16MS^-1）有利于获得较高的亚晶百分数,从而保证锻件产品具有更优的性能。     

7050铝合金圆锭软接触电磁铸造过程数值模拟

模拟研究了7050铝合金圆锭常规铸造和软接触电磁铸造过程中的温度场和流动场。首先模拟了Φ300mm铸锭常规铸造过程中铸锭内部的温度变化,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模拟模型的准确性;利用该模型研究了软接触电磁铸造过程中Φ500 mm铸锭的温度变化规律。结果表明,施加软接触电磁场后,金属熔体受到分布于边部并指向中心的电磁力作用,电磁力的方向与铸锭轴线成一定的倾角。常规铸造时,Φ500 mm铸锭的液穴深度为212 mm。施加强度为0.3 T、频率为5~100 Hz的软接触电磁场后,铸锭液穴深度降至113~172 mm。当频率在10~25 Hz范围内变化时,铸锭液穴深度降至最低,为113~122 mm。