Al-7Zn-3Mg直冷铸坯对刮水器的热力响应研究

建立了工业熔铸Al-7Zn-3Mg变形铝合金扁锭的三维数值模型。模拟研究了刮水器安装位置对铸坯热场和应力场的影响,并应用Clyne-Davies热裂模型计算和评估了铸坯的热裂敏感性。结果表明,刮水器置于结晶结束面底部附近时,其对宏观偏析和热裂倾向的影响很小;当刮水器上移至液穴底部附近时,铸坯的宏观偏析和热裂倾向显著提高。为了抑制宏观偏析和热裂,应将刮水器置于液穴底部以下约10cm处。与此相反,铸坯热应力随刮水器安装位置的上升而降低。另外,还研究了一种新型的阶梯形刮水器。结果表明,与传统的平面刮水器相比,在不导致宏观偏析和热裂倾向的前提下,铸坯的最大主应力下降了4.5MPa。