高强韧铝合金半连铸铸锭温度场与应力场数值模拟

基于有限差分软件MAGMAsoft的Continuous casting模块,建立了准800 mm×2 000 mm高强韧铝合金半连铸圆锭热-力耦合的有限差分模型。分别对不同结晶器高度、引锭底盘形状,以及不同铸造速度下的温度场、应力场进行了模拟计算。综合分析了工艺条件的改变对铸锭温度场和应力场的影响规律。结果表明:结晶器高度为200 mm时,液穴深度和铸锭温度梯度较小,裂纹倾向减少;引锭盘形状为圆柱形凸底盘时,有利于降低裂纹倾向;提高铸造速度,使液穴变深,温度梯度增加,裂纹倾向增大。     

熔体过热处理对ZL205A合金凝固组织的影响

分别讨论了在砂型和金属型铸造条件下,熔体过热处理对ZL205A合金凝固组织的影响。结果表明,熔体过热处理细化了ZL205A合金铸态组织,改善了α(Al)和θ(Al2Cu)共晶相分布。对比砂型和金属型实验结果可知,熔体过热温度和冷却速率都是影响铸件凝固组织的重要因素,熔体过热处理对铸件凝固组织的影响与凝固过程的冷却速率相关。     

Al对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

Hydrogenation and Dehydrogenation Analysis for Nb47Ti Bars

利用RH600热导式氢分析仪对尺寸为Φ50 mm×40 mm的Nb47Ti合金试样在RX-460型工业电炉中做不同制度热处理后的氢含量变化进行了系统分析,对防止Nb47Ti合金热处理过程中吸氢现象提出了有效的解决措施。结果表明,Nb47Ti合金的吸氢现象主要发生在1200℃高温热处理的环节,在随后的950,930和900℃进行的热处理过程不会使Nb47Ti合金吸氢。Nb47Ti合金热加工过程中氢元素增加是由于在1200℃高温条件下加热炉内稀薄的含氢气氛和Nb及Ti元素物理化学性能比较活泼的综合作用造成的。6×10-2Pa条件下,800℃/3 h和800℃/6 h真空热处理制度使原始H含量为60μg/g的Nb47Ti合金的氢含量分别降低到21和29μg/g。     

铸造参数对2024铝合金半连铸过程中宏观偏析影响的数值模拟研究

本文采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过九个算列计算铸造参数（铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷却强度）对宏观偏析的影响,并详细讨论了铸造参数对形成宏观偏析传输机制的影响。研究结果表明,铸造参数直接影响熔池的形状和尺寸进而影响最终偏析形态。其中,铸锭尺寸和铸造速度是最主要的影响因素。更大的铸锭尺寸通常意味着更慢的冷却速度,以及更深和更宽的熔池,从而导致铸锭中心更严重的宏观偏析。增加铸造速度则将显著地增加熔池的深度,因而更大的铸造速度将导致更严重的宏观偏析。而熔池的深度随浇注温度的增加仅轻微增加,故浇注温度对宏观偏析的影响不如前二者敏感。     

热处理Nb47Ti合金吸氢脱氢过程分析(英文)

利用RH600热导式氢分析仪对尺寸为Φ50 mm×40 mm的Nb47Ti合金试样在RX-460型工业电炉中做不同制度热处理后的氢含量变化进行了系统分析,对防止Nb47Ti合金热处理过程中吸氢现象提出了有效的解决措施。结果表明,Nb47Ti合金的吸氢现象主要发生在1200℃高温热处理的环节,在随后的950,930和900℃进行的热处理过程不会使Nb47Ti合金吸氢。Nb47Ti合金热加工过程中氢元素增加是由于在1200℃高温条件下加热炉内稀薄的含氢气氛和Nb及Ti元素物理化学性能比较活泼的综合作用造成的。6×10-2Pa条件下,800℃/3 h和800℃/6 h真空热处理制度使原始H含量为60μg/g的Nb47Ti合金的氢含量分别降低到21和29μg/g。     

基于拓展连续模型的2024铝合金半连铸过程中的宏观偏析数值模拟（英文）

采用拓展连续模型预测大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的Cu和Mg元素的偏析分布。该模型耦合宏观传输方程与近似相图的微观偏析模型来预测铸锭宏观偏析,并探讨传输机制对宏观偏析形成的影响。模拟结果表明,从铸锭中心到铸锭表面Cu元素和Mg元素具有相似的偏析分布,铸锭中心与紧邻铸锭表面的区域呈现负偏析分布,而铸锭表面和铸锭1/2半径处显示一定程度低估的正偏析分布,并详细分析导致此结果的原因。此外,在三元铝合金中由于第三组元Mg元素的影响,Cu元素的偏析相较铝铜二元合金中Cu元素的偏析要轻。计算结果表明预测值与文献实验结果基本一致。     

基于三相模型的Al-4%Cu合金三维半连铸圆锭的宏观偏析数值模拟

本文采用基于 Eulerian-Eulerian方法的等轴晶、柱状晶以及熔体三相完全混合的凝固模型计算了三维半连铸Al-4%Cu铝合金圆锭的宏观偏析。基于热溶质对流的基础上,模型考虑了等轴晶的移动,以及柱状晶对浮游等轴晶的捕获,等轴晶和柱状晶的相互竞争生长行为。模拟结果表明铸锭底部出现了明显的锥形负偏析区(CET转变区域),铸锭中心正偏析带,毗邻中心的负偏析区,以及铸锭1/2半径处正偏析带,总的偏析形态呈现W型,与铸锭实际情况基本一致。此外,铸造速度相较于浇注温度对铸锭宏观偏析具有更大的影响。