电磁铸造液柱高度数学模型的建立及应用

为了研究熔体金属电磁立柱成形能力并计算电磁作用下的液注高度,从电磁铸造立柱成形的基本原理出发,建立了电磁场作用下金属立柱成形时液柱高度数学模型,并试验验证了模型的准确性.利用液柱高度数学模型对铝、钢、锡铅合金等金属的电磁铸造可行性,以及电力参数对液柱高度的影响进行研究.结果表明:铝电磁无模成形能力最强,而钢及锡铅合金电磁无模成形能力则基本相同;钢及锡铅合金电磁立柱成形所需的磁感强度约为0.08～0.10 T,而铝则只需约0.04T.     

铝合金电磁铸造工艺参数的研究

通过近似计算和试验确定了工程规模的铝合金电磁铸造（ＥＭＣ）基本工艺参数如感应器电流、电压、频率、功能消耗等一液柱高度及稳定性的关系，设计制造了ＥＭＣ装置，成功地铸造了截面直径为０．１８ｍ，０．１１×０．０５ｍ，０．５２×０．１３ｍ的铝及铝合金锭和扁锭。     

离心铸造Al－Cr合金自生梯度复合材料

采用预热金属型离心铸造Ａｌ－Ｃｒ合金，获得外层为偏聚梯度分布的Ａｌ，Ｃｒ，内层含少量偏聚Ａｌ７Ｃｒ，中间层不含偏聚Ａｌ７Ｃｒ的自生梯度复合材料。检测了偏聚Ａｌ７Ｃｒ、硬度和耐磨性沿径向的分布，考察了型温和Ｃｒ含量对显微组织的影响，分析了复合材料的形成过程和断裂性能。     

水平电磁连铸空心铜管坯组织和性能研究

提出在中试水平的空心铜管坯水平连铸过程中施加工频电磁场,分析其对铜管坯组织和性能的影响.结果表明：与未施加电磁场时相比,施加电流强度为140A的工频电磁场后,水平连铸空心铜管坯的组织显著细化,平均晶粒度由未施加磁场时的3.1提高到8.3,周向组织均匀性也得到明显改善;抗拉强度提高40%左右,延伸率提高50%左右.     

四千马力柴油机车B型球墨铸铁曲轴圆角区“黑点”缺陷形成机理的研究

本文采用电子扫描研究了球铁曲轴园角区黑点缺陷的性质;借助电子计算数字模拟的方法查明黑点缺陷产生的机理;通过实体曲轴解剖完全证实上述研究、分析结果.最后采用减少加工余量、按放衬砂串水冷铁、控制碳当量在4.6~4.7%、加强孕育效果、提高铸型紧实度等措施,消除了曲轴园角区黑点缺陷.     

电磁铸造大板坯凝固过程中热裂纹萌生机理分析

依据电磁铸造（ＥＭＣ）大板坯凝固进程的数值模拟结果，建立了预测热裂纹萌生部位及应力的解析表达式对板坯产生的裂纹及其材质的组织结构的评价表明：热裂纹的萌生与材料的力学性能及组织结构没有必然联系；控制凝固过程中板坯表面温度是减少热裂纹萌生的有效方法。所得结果与裂纹实际情况吻合。     

一种制备纳米复合镀层的新方法

研究了一种制备纳米复合镀层的新方法--在直流电镀过程中对电镀液施加强磁场以代替机械搅拌来制备Ni/Al2O3纳米复合镀层,考察了镀层的结构,并对镀层性能进行了研究.结果表明,在强磁场下可以制得纳米复合镀层;与未加磁场的纯镍镀层相比,施加磁场后镀层的晶体结构发生了择优取向;当磁场强度为8T时,复合镀层的磨损率仅为纯镍镀层的25%,其耐蚀性与Q235钢相比提高56.3%,与纯镍镀层相比提高46.8%.强磁场对电镀液起到较好的搅拌作用,通过影响镀层中纳米微粒的含量,使镀层结构发生变化,进而影响镀层的性能.     

高频磁场电磁净化模拟

为了更准确地分析高频交变电磁场对金属熔体中的非金属夹杂物的去除效果,分别利用硅含量为18%、12.6%和10%3种铝硅合金所生成的尺寸为100、50和10μm的硅块来模拟非金属夹杂物以进行电磁净化实验研究.实验证明:生成的硅块可以更好地模拟金属液中单个的非金属夹杂物;施加电磁场后发现,电磁挤压力对单个尺寸在100和50 μm的非金属夹杂物的去除效果明显,同时也可以去除10 μm左右的非金属夹杂物.     

铝合金板坯连铸过程的DPIV物理模拟

利用先进的数字粒子图像测速技术（DPIV）对铝合金板坯连铸过程中结晶器内的流场进行研究。分析了操作参数以及浮漂漏斗结构对流场的影响。考虑到液固界面的影响,实验采用与枝晶生长结构相似的天然海绵模拟液固界面。结果表明：随着拉坯速度的增大,表面越不稳定;可通过适当增加出水口向下的倾角来提高拉速;跑道形出水口要优于矩形出水口。     

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。