CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机制

实验研究了CREM法半连铸7075铝合金过程中，低频交变电磁场对凝固前沿形态、微观组织结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔以及温度场和流动场的影响规律。并据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明。     

低频电磁水平连铸新型超高强铝合金

在水平连铸过程中施加低频交变磁场,制备新型超高强铝合金铸锭,利用金相分析方法研究电磁场对铸锭质量的影响。结果表明,电磁场能提高铸锭表面质量,减少宏观偏析,细化宏观和微观组织。低频电磁水平连铸新型超高强铝合金铸锭经过挤压和热处理后屈服强度为742MPa,抗拉强度为758MPa,伸长率为8.5%。     

熔体强剪切作用下铸造速度对半连续铸造2024铝合金铸锭中浮游晶和宏观偏析的影响

在熔体强剪切作用下,采用不同铸造速度的半连续铸造工艺制备铸锭,研究熔体强剪切和其作用下铸造速度对浮游晶和铸锭中心负偏析的影响.结果表明,在半连续铸造过程中施加熔体强剪切可以均匀分布铸锭截面上的浮游晶,减少浮游晶的面积百分数,减弱铸锭中心负偏析,并提高熔池内熔体温度分布的均匀性.在熔体强剪切作用下的半连续铸造过程中,铸造...     

7075铝合金CREM法半连铸坯中溶质元素的宏观分布

实验研究了CREM法(casting-refining-electromagnetic)中低频交变电磁场对半连铸7075铝合金凝固前沿形态、微观结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔的影响规律据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明．     

低频电磁半连续铸造AC52锭坯

研究了熔炼净化和铸造条件对低频电磁半连续铸造耐热稀土镁合金AC52微观组织的影响,该合金为Mg-(4～5)Al-(1～2)Ca-(0.3～0.6) Mn-(0.5～0.7)RE.结果表明,镁合金熔炼炉中采用不锈钢丝网进行熔炼过滤可以显著提高熔体的纯净度;在30 Hz的频率下,电流为60 A,铸造速度为165 mm/min时,AC52铸坯组织均匀,晶粒细小,边部和中间的晶粒尺寸差异较小,没有明显的偏析现象.     

铸造工艺参数对超高强铝合金低频电磁半连续铸锭微观组织的影响

采用低频电磁铸造技术(电磁场频率为25 Hz,安匝数12 800 AT),按照不同的铸造工艺参数半连续铸造制备了直径为0.1 m的超高强度Al-12%Zn-2.5%Mg-2.5%Cu-0.15%Zr合金锭坯,考察了铸造温度、铸造速度和冷却水强度对铸锭组织的影响.结果表明,铸造温度为710℃,铸造速度为100 mm/min,冷却水强度为0.05 m3 /min时的低频半连续铸锭组织均匀细小,呈现近球形,边部和中间部位的晶粒大小差别较小,其平均晶粒尺寸分别为28μm和29μm.     

智能优化在铝合金低频电磁半连续铸造中的应用

针对铝合金大尺寸扁锭成型裂纹倾向大、工艺参数不易找准的问题,建立了基于RBF的电磁半连续铸造神经网络模型,以铸锭裂纹量化值最小作为优化目标,以训练后的RBF网络作为评价函数,在工艺指标控制范围内,采用改进后的遗传算法对铝合金电磁半连续铸造过程的工艺参数进行了优化计算,获得了最优工艺参数值:铸造速度为52 mm/min,铸造温度为724 ℃,扁锭宽面冷却强度为134 L/min,扁锭窄面冷却强度为22 L/min,电磁强度为11 749 A·匝,电磁频率为27 Hz.按照该最优工艺参数值进行了真实试铸,结果表明,铸锭成品率比优化前提高了20%.     

低频电磁半连续铸造对4045合金显微组织与性能的影响

采用普通DC铸造和低频电磁半连续铸造工艺,制备了Φ100 mm的4045铝合金锭坯,并利用光学电子显微镜和扫描电镜对铸锭的显微组织进行检测与分析,用显微硬度计和电子拉伸试验机对铸锭的力学性能进行检测。结果表明,采用低频电磁半连续铸造,铸锭的显微组织中的-αAl枝晶组织被明显打碎,成为细小均匀的枝晶组织;共晶Si也较普通DC铸造组织中的共晶Si细小、均匀。在铸锭外表层附近存在富Si区域,但采用低频电磁半连续铸造,富Si区域明显减小。采用低频电磁半连续铸造,初生-αAl中的硅含量增加,达到2.79%,合金的力学性能也得到提高,bσ为225 MPa、ψ为11.4%、硬度为HV 69.5。     

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。     

电磁场频率对电磁铸造7075铝合金微观组织的影响

观察了电磁场频率对电磁铸造705铝合金圆锭（直径为200mm)微观组织的影响；在10－100Hz范围内采用不同的电磁场频率通过电磁铸造工艺制得7075铝合金铸锭，分析其微观组织及合金元素分布情况，结果表明，电磁场频率的发言为可显著影响熔体的凝固组织，频率为30Hz时可最有效地抑制宏观偏析，改善铸锭的表面质量，15Hz时能够更有效地细化晶粒。     

Investigation of Out-Phase Electromagnetic Casting of Aluminum Alloy

The influences of out-phase electromagnetic field on the as-cast structure of horizontal direct chill casting aluminum alloy ingot were experimental by and numerical by studied. The results of numerical analysis show that the interaction of the out-phase electromagnetic field and the melt can generate an electromagnetically induced forced flow in the melt, which, in turn, changes flow pattern and temperature field in the mold. The as-cast structure of the ingot can be greatly improved by the changes of flow...     

Effect of low frequency electromagnetic field on microstructures and macrosegregation of horizontal direct chillcasting aluminum alloy

1　INTRODUCTIONTheDC(directchill)castingprocessisawell estab lishedproductionrouteforaluminumalloyandhasbeenclassifiedintoVDC(verticaldirectchill)castingandHDC(horizontaldirectchill)castingprocess .AscomparedwithVDCprocess ,HDCprocesshasmanyadvantagessuchaslowerinvestmentcost,higherflexibility ,longercastingtimes[13] .However,HDCprocesshassomechar acteristictechnicalproblemsduetogravitydifferencebe tweentopsurfaceandbottomsurfaceathorizontalportion ,which ,inturn ,resultsininhomogen…     

电磁调质A356合金的组织研究

采用低频电磁场对水平连续铸造方法制备A356合金锭坯，通过金相显微镜观察，比较了磁场频率和电流大小对亚共晶区内初生廿灿形貌、晶粒大小的影响，通过扫描电镜分析，确定电磁场对Si在铝中晶内含量的影响。结果表明：与普通电磁铸造比较，低频电磁铸造可以细化晶粒，获得细小的α-Al组织和共晶组织。随着磁场频率降低，晶粒细化更加明显。而电流的增加也可以使晶粒细化，从而获得α-Al非枝晶组织和细小均匀的共晶组织。施加低频电磁场，可以提高Si在铝中的晶内含量，使共晶区域和晶界变窄，且Si的分布更加均匀。     

热处理对低频电磁铸造2024铝合金力学性能的影响

通过试验研究了均匀化热处理和人工时效处理对普通DC铸造和低频电磁铸造2024铝合金力学性能的影响。结果表明,随均匀化时间延长,两种试样均呈抗拉强度降低、伸长率增加的趋势。低频电磁铸锭伸长率的变化幅度大于普通DC铸锭。试验还进行了两种铸锭经轧制变形后的人工时效处理,普通DC铸造和低频电磁铸造的铝合金时效后的硬度都随时效时间延长,先升高、后降低,且低频电磁铸造2024铝合金时效后的硬度高于普通DC铸造2024铝合金。电磁铸造2024铝合金的硬度经过10h处理后达到峰值,普通DC铸造铝合金到达时效峰值的时间则有所滞后。     

Effects of low-frequency magnetic field on grain boundary segregation in horizontal direct chill casting of 2024 aluminum alloy

1. Introduction Grain boundary segregation in alloys is a scientifically interesting and technologically important subject. Serious grain boundary segregation in direct chill casting of aluminum alloy leads to a great reduction in strength and toughness after heat treatment and mechanical deforma- tion [1,2]. In order to reduce grain boundary segregation, rapid solidification methods are often adopted[3]. However, rapid solidification methods require elaborate processing and/or special expensi…     

铝合金连铸过程中电磁场对液穴形态及微观组织的影响

在低频交变电磁场作用下,对7075铝合金CREM法半连铸过程中,熔体弯液面形状随磁场强度及磁场频率的变化、以及15Hz条件下,液穴状态及相应的微观组织结构随磁场强度的变化进行了试验研究。结果表明：随着磁场强度及磁场频率的增大,弯液面曲率半径减小;并且当磁场频率一定时,随着磁场强度增加,弯液面曲率半径及熔体与结晶器接触高度减小,初凝亮形成位置点降低,液穴深度变浅。相应地,铸锭中近球形组织增加,蔷薇形组织减少,整体组织变得更加细小和均匀。     

EFFECT OF LOW-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD ON THE AS-CASTING MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF HDC 2024 ALUMINUM ALLOY

The influences of the low frequency electromagnetic field on the horizontal direct chill casting process were investigated experimentally. Ingots of 2024 aluminum alloy with a cross size of 40 mm× 200 mm were produced by the conventional horizontal chill casting process and low frequency electromagnetic horizontal chill casting processre- spectively. The as-cast structures and the mechanical property of the ingots were examined. The results showed that the low frequency electromagnetic field could sub- stantially refine the microstructures and pronouncedly reduce the macrosegregation in the horizontal direct chill casting process. Moreover, the surface quality of the ingot was prominently improved by the low frequency electromagnetic field. The fracture strength and elongation percentage of the ingot was increased with the low frequency electromagnetic field.     

铝合金壳体铸件翻转浇注工艺研究

翻转浇注是重力浇注的一种特殊形式,它有许多优点,有利于解决复杂铸件浇注过程产生的缩孔、缩松、气孔、夹杂等铸造缺陷.对航空用铝合金壳体铸件的浇注工艺进行了研究,分析了传统重力底注铝合金壳体铸造缺陷的原因,提出了翻转浇注工艺并进行了改进.结果表明,改进后的工艺使铝合金壳体铸件的合格率增至90％,获得了无夹渣和气孔的铸件.     

Low Frequency Electromagnetic Casting of 2195 Aluminum-Lithium Alloy and Its Effects on Microstructure and Mechanical Properties

In this study,the low frequency electromagnetic casting(LFEC) technology was adopted to fabricate 2195 Al-Li alloy.The microstructure and solid solubility of as-cast 2195 alloys,as well as the second phase precipitation and tensile properties after aging,were investiagated and compared with the counterpart direct chill casting 2195 alloy.Our results indicate that LFEC can significantly improve the microstructure and metallurgical quality of as-cast alloy,and increase the number density of θ'(Al_2 Cu) and T_1(Al_2 CuLi) phases during aging treatment due to the enhanced solubilities of alloying elements.The tensile properties of 2195 aged alloy cast by LFEC were hence improved evidently.     

电磁振荡对铝合金连铸过程中热裂纹生成的影响

半连续铸造铝合金过程中,采用同时施加与铸锭对称轴方向平行的稳恒磁场和交变磁场,促使熔体产生受迫热振荡的方法,一方面通过减小不可补缩区间,降低内应力或应变,使金属高温脆性区主要处于受压状态等方式,减少了热裂纹形成的外部诱因;另一方面,通过缩小合金材料高温脆性区,提高固液状态伸长率,减少晶界低熔点化合物数量和有效结晶区间线收缩大小等途径,降低了合金铸锭的热裂倾向性,从而达到了消除铸造裂纹的目的.