立式双辊铸轧镁合金薄带微观组织分析

在实验室的立式双辊铸机上进行了AZ31B镁合金薄带的铸轧试验.研究了不同工艺下铸轧薄带微观组织,并对不同冷却方式下铸轧镁合金薄带微观组织进行了分析.结果表明,双辊铸轧镁合金晶粒细小、无共析现象发生.铸轧速度对板带的显微组织影响显著,当铸轧速度达到20 m/min时,镁合金薄带组织为理想等轴晶.对铸轧态镁合金薄带进行油冷,既防止了薄带表面氧化,又阻止了冷却过程晶粒长大.     

双辊连铸不锈钢薄带内部质量缺陷的研究

对双辊薄带连铸机生产的2 mm厚不锈钢薄带内部质量进行了研究,发现主要问题是存在于薄带柱状晶区和等轴晶区之间的疏松和裂纹.双辊连铸薄带内部缺陷易发区域金相观察和EBSD取向分析结果表明,不锈钢薄带等轴晶和柱状晶之间细晶区是折断的树枝晶碎块形成的,同时验证了等轴晶区的半固态特性.并从半固态钢液铸轧的角度探讨了内部缺陷形成过程.     

铝双辊连续铸轧凝固微观组织的数值模拟(英文)

在研究双辊连铸纯铝薄带凝固过程的基础上,基于金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术建立双辊连续铸轧纯铝薄带凝固的异质形核,枝晶尖端的生长动力学(KGT),柱状晶向等轴晶生长的转变(CET)的解析模型;建立基于元胞自动机(CA)的双辊连铸纯铝薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织的仿真模拟奠定基础,从而为双辊薄带连铸工艺提供一定的理论指导。同时,利用双辊薄带连续铸轧纯铝凝固微观组织过程验证数学模拟的可行性。     

薄带双辊铸轧过程凝固组织的数值模拟

采用有限元方法计算铸轧过程中的宏观传输现象,用元胞自动机方法模拟微观凝固组织,将二者耦合模拟了双辊铸轧薄带凝固过程中晶粒的形核与长大过程,实现了对双辊铸轧薄带凝同过程组织演变的模拟;并以镁合金AZ31B为对象,研究了薄带铸轧工艺过程中的主要工艺参数(浇注温度、铸轧速度等)对镁合金薄带凝固组织的影响规律,从而为通过工艺优化来控制铸轧薄带的凝固组织提供了理论依据.     

上方侧注式双辊铸轧制备Al-10Cu合金薄带

针对单辊法制备带材自由表面质量差、传统铸轧工艺铸轧速度慢且不能制备宽凝固区间合金的缺点,提出一种可以改善表面质量,提高生产速度的上方侧注式双辊铸轧工艺。以Al-10Cu合金为试验材料,制备出宽100mm,厚1.7～2mm,长数m的金属薄带,铸轧速度可以达到60m/min。并对带坯表面状态和微观组织做了比较分析。结果表明,应用异径双辊铸轧工艺可以制备传统工艺难以制备的铝合金,并且带形和表面质量均良好,无明显缺陷;微观组织细小均匀,无明显偏析。为了更直观地了解成形过程中熔体的情况,利用ANSYS Fluent软件进行了模拟,与试验相符合。     

Al-Ti-C对AZ61镁合金铸轧及热轧后组织的影响

研究了Al-Ti-C对双辊铸轧镁合金薄带的组织影响,并利用铸轧坯直接进行热轧,研究了细化有剂对镁合金微观组织的影响。结果表明,添加了细化剂Al-Ti-C的薄带铸轧组织基本为等轴晶,晶粒明显细化。     

布流器水口倾角对铸轧熔池温度分布的影响研究

采用楔形布流器,把整个双辊薄带铸轧熔池处理成钢液和空气的自由表面两相流,建立了熔池内钢液凝固传热的三维流热耦合仿真模型,进而对布流器侧水口倾角对熔池内钢液的凝固及温度分布的影响进行了研究。结果表明,当楔形布流器的侧水口倾角为0°时,熔池内钢液的凝固结束点(kiss点)高度适中,此时,双辊对薄带坯的轧制力也比较适宜,铸带宽度方向上温差较小,可有效地减少或避免薄带出现横裂纹和纵裂纹,获得较好的铸带质量。研究结果对双辊薄带连铸布流器水口倾角的设计提供了理论依据。     

双辊薄带连铸凝固组织模拟微观模型的验证

以双辊薄带连续铸轧工艺凝固过程为基础,基于金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术建立了双辊薄带连铸凝固过程的异质形核、修正的枝晶尖端生长动力学、柱状晶向等轴晶生长转变(CET)的解析模型以及基于元胞自动机(CA)的双辊薄带连续铸轧凝固组织的仿真模型,为双辊薄带连续铸轧凝固组织形成的仿真模拟奠定了基础,同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。结果表明:可用建立的数学模型模拟预测铸轧工艺参数对双辊连续铸轧薄带凝固组织的影响。     

成形过程对ZK60镁合金薄带组织和力学性能的影响

用OM,SEM,TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究.常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生.轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金.退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小.退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:388 MPa,301 MPa,22.9％和311MPa,219 MPa,19.3％.镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶.     

Effect of Forming Process on Microstructure and

用OM, SEM, TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究。常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生。轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金。退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小。退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为：388 MPa,301 MPa,22.9%和311 MPa,219 MPa,19.3%。镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶。     

铸轧镁合金薄带组织演变实验研究与模拟

以镁合金薄带双辊铸轧新技术为背景,开展了铸轧成形过程中组织性能的模拟研究。镁合金薄带双辊铸轧是以液态镁合金为原料,用两个反向转动的水冷铸辊为结晶器,直接制备1．5～3．0mm镁合金薄带的短流程新工艺。对双辊铸轧轻合金薄带的凝固组织演化过程进行数值模拟,用以优化和指导制备技术,具有重要的理论意义和应用前景。项目研究组通过对双辊铸轧过程动态凝固成形的有限元数值模拟研究、镁合金薄带铸轧实验研究以及后续加工过程中的组织演变规律研究,得到了主要工艺参数对铸轧工艺稳定性及组织性能的影响规律。     

双辊铸轧AZ31镁合金成形过程组织演变的研究

为了研究镁合金双辊铸轧过程微观组织的演变,对轧制试样进行了微观组织分析。利用有限元软件进行了熔池温度场、流场三维耦合数值模拟。探讨了镁合金铸轧过程熔池的特点及薄带的形成机理,并分析了双棍铸轧过程的动态组织演变。     

细化剂对AZ31镁合金板材显微组织的影响

试验研究了以Al-Ti-C、MgCO3作为细化剂对双辊铸轧镁合金薄带微观组织的影响.结果表明,添加了细化剂的薄带其铸轧组织基本为等轴晶,晶粒明显细化,其中加Al-Ti-C作为细化剂的效果要明显优于加MgCO3的.较低轧制温度下轧制获得的薄板的微观组织仍保留了少量的铸轧组织,但随着轧制温度的升高,孪晶组织明显减少,再结晶程度显著提高.添加细化剂的铸轧镁合金组织在轧制后仍有一定的遗传性,但细化程度没有铸轧时的那么显著.     

含磷0.08%铸轧薄带的研究

通过组织观察、拉伸实验、冲击实验、加速腐蚀实验等研究了含磷0.08%的双辊铸轧低碳钢薄带。实验结果表明,厚1.7mm的铸带在表面附近富磷而在基体中贫磷,且被冷轧至0.8mm后,仍有大约70μm宽的表面富磷层被保留;表面富磷层的存在使源自铸带的退火态薄带(TRCA)耐候性能明显优于源自铸锭的退火态薄带(IHCA),但却没有给TRCA薄带的力学性能带来不利的影响。与IHCA薄带相比,TRCA薄带的脆韧性转变温度低12℃左右,塑性基本相同。     

双辊铸轧法生产变形镁合金薄带新工艺的研究

面对开发新一代变形镁合金产品的迫切要求，东北大学国家重点实验室与吉林临江镁业股份有限公司合作，用双辊铸轧法成功生产出1mm～3mm厚的AZ31镁合金薄带，并获得了良好的薄带组织和塑性性能，为企业实现变形镁合金薄带的工业化生产提出了新的技术路线。     

镁合金双辊薄带连铸技术的研究现状及进展

双辊薄带连铸技术作为一种有潜力的镁合金板带材生产技术,其研究开发正受到国内外的关注。本文总结了镁合金双辊薄带连铸技术的研究概况,尤其是镁合金双辊薄带连铸工艺开发、薄带组织和性能研究以及薄带凝固过程的数值模拟等方面取得的进展,指出了该技术目前还存在的问题,并对今后的发展进行了展望。     

薄带铸轧产品特性及应用进展

薄带铸轧工艺是将快速凝固与轧制变形融为一体的短流程、近终型生产工艺,具有流程短、工序少、能耗低、排放少的优势。通过对薄带铸轧产品进行组织分析及力学性能研究,结果表明,在薄带铸轧的快速凝固、快速冷却、小压下量轧制条件下,产品组织与传统热连轧工艺产品在晶粒形态、晶粒尺寸上具有显著区别。薄带铸轧产品性能波动小、各向同性好、利于焊接、尺寸公差精确、表面质量好,易于生产高强度薄规格产品,在轻量化及“以热代冷”趋势下具有广阔的应用空间。     

双辊铸轧-热轧镁合金组织的试验研究

研究了双辊铸轧及热轧镁合金薄带的生产工艺，利用铸轧坯直接进行热轧，研究轧制工艺参数及轧后冷却条件对镁合金微观组织的影响。结果表明，350℃轧制时，其变形组织再结晶程度、晶粒细化和均匀化程度最好。随着压下率的增大，镁合金的晶粒明显地细化，组织变得更加均匀。空冷条件下的镁合金组织比淬火条件下的组织更均匀，晶粒的等轴化效果也比较明显。     

Micromodel of Simulation on Twin-Roll Continuous Casting Thin Strip Solidification Structure

在研究双辊连铸铝合金薄带工艺凝固过程的基础上,基于金属凝固的基本原理,建立双辊连铸铝合金薄带凝固的异质形核、枝晶尖端的生长动力学(KGT)、柱状晶向等轴晶生长的转变(CET)的解析模型,同时建立基于元胞自动机(CA)的双辊连铸铝合金薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形成的仿真模拟奠定基础,从而为双辊薄带连铸工艺提供一定的理论指导。同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。     

铸轧熔池内三维流场与温度场耦合数值模拟

建立了双辊式薄带钢铸轧过程的三维流场与温度场耦合数学模型，研究了工艺参数对铸轧过程的影响。结果表明：较低的过热度可以在薄带的整个厚度方向上得到较为均匀的组织，但是过热度太低则易使金属冷凝在浇注系统中，不利于夹杂物上浮；铸轧速度在v≤vc的一定范围内可使凝固终点正好在辊缝吻合点以上2～8mm范围内。通过该模型的研究，可为控制带钢铸轧过程打下理论基础。