搅拌铸造SiCp/Al-7.0%Si复合材料的三维微观组织模拟

对搅拌铸造法制备SiC颗粒（SiCp）增强Al-7．0％Si（质量分数）复合材料的微观组织形成过程进行了模拟研究,建立了常规凝固条件下相应的宏观传热、等轴枝晶形核、生长以及颗粒推移的三维计算模型,采用一种改进的CA（cellular automaton）方法与有限差分法耦合进行数值计算,研究了不同颗粒体积分数对复合材料宏观传热、微观组织以及颗粒分布的影响．为了验证模拟结果,浇注了阶梯形金属型和砂型试样．结果表明,模拟得到的复合材料颗粒分布及微观组织与实验结果吻合良好．随着颗粒体积分数的增加,凝固时间逐渐缩短,基体晶粒逐渐细化,颗粒分布趋向均匀．     

SiC/Al-Si复合材料颗粒分布的数值模拟

介绍了颗粒分布的定量分析技术在颗粒增强复合材料性能预测方面的研究方法以及应用进展。在对搅拌铸造法制备SiC颗粒增强Al-7．0Si复合材料凝固过程的宏／微观数值模拟的基础上，将样方法以及方差分析法嵌入数值模型，对不同颗粒体积分数条件下复合材料颗粒分布均匀性进行了定量分析，并与试验结果进行了对比。结果表明：将宏／微观数值模拟与定量分析技术相结合，能够更为准确地分析不同工艺参数对复合材料微观组织以及颗粒分布的影响。在本试验条件下，随着SiC颗粒体积分数的增加，样方法中的颗粒均匀性参数值以及方差系数都逐渐减小，SiC颗粒分布更均匀。     

WC颗粒增强铁基梯度功能复合耐磨材料研究

用离心铸造的方法获取了碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料，这种复合材料的微观组织结构、合金元素以及显微硬度呈梯度分布特征，并在ML-100磨料磨损试验机上测定了其耐磨性，分析了磨损机制。结果表明，这种具有梯度分布特征的复合材料具有优良的磨性能；其磨损方式主要是显微切削和颗粒脆性剥落。     

Al-K2ZrF6体系熔体反应法合成复合材料的微观组织和力学性能

开发了Al-K2ZrF6体系熔体反应法合成原位铝基复合材料，采用XRD，SEM和TEM分析了复合材料中相组成、微观组织和界面结构。实验结果表明：合成的增强相为Al3Zr颗粒，常规金属型铸造的复合材料中其尺寸在3μm～4μm左右，一般成聚集态分布，颗粒形貌基本为长方体状：该复合材料经重熔快淬成形后，颗粒尺寸减小，基本为粒状，并弥散分布于基体上。Al3Zr／Al复合材料的界面结构研究表明，Al3Zr颗粒与Al存在一定的晶体学位向关系：[^-2^-21]Al3Zr∥[100]Al，（012）Al3Zr∥（1^-10）Al，其点阵错位度仅为10．87％，这表明Al3Zr颗粒可作为基体Al相的形核衬底。Al3Zr／Al复合材料的力学性能测试显示，当Al3Zr颗粒体积分数为11.2％时，抗拉强度和屈服强度分别为148．7MPa和110．2MPa，而且Al3Zr／Al复合材料的抗拉强度和屈服强度均随颗粒体积分数增加显著提高。     

原位（InSitu）颗粒增强铁基复合材料的制备新技术—反应铸造法

在综述了国内外铁基复合材料研究现状的基础上，提出了一种制备原位（insitu）颗粒增强铁基复合材料的新技术──反应铸造法。介绍了反应铸造法的基本原理、持点以及所得复合材料的组织和性能，并展望了铁基复合材料的发展方向。     

基于ANSYS的ZTA/Fe复合材料凝固过程温度场的数值模拟

基于ANSYS软件对ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料铸造过程的温度场进行了数值模拟,获取了复合材料在凝固过程中不同时刻的温度场,预测了由于温度的变化所产生的缩孔缺陷,并进行了实验验证。模拟结果与实验结果比较吻合,适用于复合材料铸造工艺的优化,并为模拟铸造过程中的热应力计算提供温度条件。     

离心铸造法制备陶瓷颗粒增强Al合金基功能梯度复合管

利用熔融Al合金基体与颗粒增强相（SiC及Al2O3颗粒）在离心铸造条件下所受的离心力的不同，再通过调整其它的工艺参数，利用水平式离心铸造机制备了3种具有不同强化部位（外层强化、内层强化以及内外层同时强化）的功能梯度复合管，颗粒的3种分布方式使复合管的微观组织及显微硬度呈现了相应的梯度变化，强化部件的多样化可为功能梯度复合管的应用开辟新的领域。     

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的组织与性能

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的组织与性能权高峰，柴东朗，宋余九（西安交通大学）氧化铝纤维（或硅酸铝纤维）增强铝基复合材料有很好的工业应用前景。对其制备工艺、力学性能等已进行了大量研究［１～３］．目前多数研究都是针对铸造或压力铸造的复合材料，未见有关这...     

原位TiC颗粒增强铁基复合材料及其组织形成机理

研究了反应铸造工艺制备的原位ＴｉＣｐ／Ｆｅ复合材料的组织和性能,并探讨了复合材料的组织机理。结果表明：原位合成的ＴｉＣ颗粒尺寸细小（４．４８μｍ）、数目多（２１６９个／ｍｍ＾２）且在珠光体基体中分布均匀;ＴｉＣ颗粒与基体的界面干净,无间隙和界面反应产物生成。这些组织特点使所制备的复合材料具有如下平均性能;硬度ＨＲＣ＝４２,。冲击韧性αｋ＝８．６Ｊ／ｃｍ＾２,抗拉强度σｂ＝４２２ＭＰａ,延伸率δ＝１     

颗粒尺寸对挤压铸造10SiC_p/6061复合材料组织和性能的影响

采用熔体搅拌技术制备了SiCp尺寸分别为20μm、20μm+50μm、50μm的10SiCp/6061复合材料,并在100MPa压力下挤压铸造成形,研究了颗粒尺寸对挤压铸造复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着颗粒尺寸增加,10SiCp/6061复合材料的孔隙率不断降低,颗粒分布更加均匀,力学性能均逐渐降低,复合材料断裂模式由韧性断裂向韧脆混合断裂模式转变。     

40Cr连铸坯内部角裂机理研究与控制

针对某厂用氧气顶吹转炉—LF精炼—连铸生产的40Cr连铸坯内部角裂,通过对生产工艺流程、连铸机设备分析,采用热酸侵低倍试验、金相法和探针能谱分析对缺陷进行研究,发现缺陷不存在组织异常和质点沉淀现象。通过运用ANSYS软件对连铸结晶器凝固过程进行热模拟,发现角裂形成于结晶器内的凝固过程,根本原因是铸坯在结晶器凝固过程的传热特性产生明显热节区甚至在铜管使用后期伴随出现鼓肚,从而诱导产生应力使铸坯近角部热节区成为裂纹易发区。确定缺陷涉及钢水成分、连铸工艺参数及铜管圆角不适,最终通过对生产工艺参数的严格控制和结晶器铜管圆角半径的优化设计,使1.0级以下内部角裂的控制在89.68%以内。     

Al 2O 3 PARTICLE REINFORCED COPPER MATRIX COMPOSITE USING FOR CONTINUOUS CASTING MOULD

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｏｕｌｄｉｓａｋｅｙｐａｒｔｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｍｏｕｌｄｓｕｒｆａｃｅｃｏｎｔａｃｔｓｗｉｔｈｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌ（１５００℃１６００℃）ａｎｄｓｏｌｉｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｓｌａｇｗｈｉｌｅｔｈｅｂａｃｋｆａｃｅｏｆｔｈｅｍｏｕｌｄｉｓｃｏｏｌｅｄｂｙｗａｔｅｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｓｕｒｅｔｈｅｓｔｅｅｌｂｌａｎｋｐｕｌｌｅｄｏｕｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ,ｔｈｅｍｏｕｌｄｍｕｓｔｓｔｒｉｃｔｌｙｋｅｅｐｔｈｅｄｅｓｉｇｎｄｉ…     

离心铸造WCp/钢基复合材料的组织及断口特征

研究了离心铸造工艺制备的WCp/钢基复合材料的显微组织及断口形貌.结果表明:离心铸造显著的细化了基体材料的组织结构,WC颗粒在复合材料中均匀分布,复合材料断口特征主要表现为脆性断裂,在断口上可以观察到WC颗粒开裂和界面脱粘现象.     

SiCp／Al－4％Mg复合材料铸件中颗粒分布的计算机模拟

提出以基体晶粒与颗粒直径之比作为颗粒增强金属基复合材料中颗粒分布均匀性的定量描述方法，以此为依据模拟了ＳｉＣｇ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料铸件中的颗粒分布，结果表明：颗粒分布的均匀性随冷却速度、颗粒直径的增大而提高。试验结果与模拟结果吻合良好．     

有外加相存在时Al-Si合金枝晶微观组织的数值模拟

对有外加SiC颗粒(SiCp)的Al-7.0%Si(质量分数)合金熔体凝固过程中球状颗粒与枝晶间相互作用,以及包含颗粒分布的微观组织形成过程进行了模拟研究.在热、溶质守恒的基础上考虑了溶质再分布、界面曲率以及各向异性的影响,并分别对颗粒、固相、液相以及固/液界面进行处理.建立了单个及多个颗粒与枝晶相互作用的数值模型,预测了单个颗粒与凝固界面之间的吞并/推移现象,并研究了颗粒附近枝晶生长的溶质浓度场、速度场以及界面形状,再现了多颗粒与多枝晶相互作用直至最终偏聚到枝晶间的过程.模拟结果表明:颗粒被推移时颗粒与界面的相互作用是一个非稳态的过程,但是在凝固速率较低的条件下可以按照稳态推移的模式进行处理.模拟得到的颗粒分布及微观组织与实验结果吻合较好.     

粉浆浇注制备铁基梯度复合材料的研究

利用粉浆浇注-熔渗法制备Fe-WC-Cu复合材料。研究(NaPO3)6、粉末装载量,Fe和WC粒度以及石膏模膏水比对梯度形成的影响。利用浇注方向上等距离位置硬度的变化,定性地研究WC的分布。结果表明:(NaPO3)6的引入能提高浆料稳定性,不利于WC梯度形成;粉浆浇注过程颗粒偏析是由重力场的沉降作用和细颗粒引起的Clogging效应共同决定;减小石膏模具膏水比、提高粉末装载量、以及合理的粒度组成能有效抑制Clogging效应,制备WC体积分数在浇注方向呈递增的Fe基复合材料。简单研究了粉浆浇注梯度形成机理。     

复合材料凝固过程中颗粒推移距离及其影响因素

研究了颗粒含量对自生ＭｇＯ／Ｍｇ２Ｓｉ颗粒增强Ｍｇ－１１Ｌｉ基复合材料凝因组织的影响，得出颗粒被界面俘获成推移的热力学条件及颗粒推移距离表达式，随颗粒含量和凝固速度增加以及推移临界速度的减小，推移距离减小，理论分析与实验结果一致，并提出了改善颗粒增强复合材料组织均匀性的主要途径。     

铝合金的软接触电磁连铸研究

采用软接触电磁连铸技术和普通连铸技术铸造了Al-4.5%Si合金,用光学显微镜分析了显微组织.结果表明:软接触连铸的内部组织细小、均匀;由于感应热的作用,频率选择不宜过高,本试验条件下1kHz为佳.