热型连铸工艺凝固过程的数值模拟

采用直接差分的方法对热型连铸工艺凝固过程的稳定温度场进行了模拟,绘制了热型连铸工艺凝固过程的温度曲线,分析了铸型出口温度、冷却条件、连铸速度和型内金属液温度对凝固温度曲线的影响,铸型出口温度、冷却条件、连铸速度依次为影响液固界面的主要因素,型内金属液温度对液固界面的影响很小。     

一种新型的热分析试验法及其应用

提出了一种新型的热分析试验法,它能够测定金属液与型壁接触瞬间的冷却曲线,运用该方法测试得到试验数据,不仅可以完善对金属凝固过程的研究,而且还能够指导生产实践,如薄壁材料生产中的炉前快速分析等。     

基于有限差分法的单晶热型连铸凝固过程的数值模拟

采用有限差分法对金属单晶热型连铸凝固过程的温度场进行数值模拟,对不同工艺组合下的液固界面曲线进行分析和比较,确定了连铸速度、冷却水流量、冷却距离、铸型温度等主要工艺参数对液固界面位置和形状的影响,其中连铸速度对凝固界面形状的影响不大,但对其位置的影响较大;改变冷却水流量和冷却距离均可调节冷却强度,相比之下,冷却距离对液固界面的影响更大;铸型温度对固液界面位置的影响较大,应进行准确控制。实际操作中可采用较小的冷却距离,同时适当提高连铸速度,保持铸型温度略高于金属熔点。     

铁碳合金凝固过程微观溶质偏析模型分析

为了选择正确的微观溶质偏析模型研究铁碳合金的凝固过程,利用Thermo-Calc商业软件计算了不同碳含量下铁碳合金的固相线温度、液相线温度和碳的平衡分配系数,利用数值方法研究了不同微观溶质偏析模型下铁碳合金的固液界面温度和无量纲液相溶质浓度.数值结果表明：文献中常用的碳平衡分配系数不准确;C lyne-Kurz模型和Sche il模型不能准确地预测固液界面温度,B rody-F lem ings模型不能正确地预测碳偏析,建议采用杠杆模型和大中逸雄模型计算铁碳合金凝固过程的微观溶质偏析.     

液态模锻ZL205A铝铜合金热裂敏感性研究

铝铜合金的热裂敏感性较强,一般只能砂型铸造成形.文章利用螺旋线试样研究了液态模锻(MMDF)ZL205A的热裂敏感性.结果表明,提高液锻比压可以显著降低铝铜合金的热裂敏感性.当液态模锻压力超过一定水平时,可以完全根除热裂缺陷.液态模锻ZL205A的热裂机制服从液膜理论.包围初生固相的液膜发生二元共晶或三元共晶转变时,凝固收缩会导致液膜断裂.液锻的高比压可以使这种凝固收缩得以及时补偿,进而保持了液膜的完整性,根除了热裂缺陷.     

从液态锡的电阻率研究其结构变化的滞后性

采用基于四电极法的电阻动态测量系统,对过热和过冷液态锡在加热、冷却和保温过程中电阻率的变化规律进行了动态测定.结果表明,液态锡的电阻率先随熔体快速加热后保温时间的延长而减小、随熔体快速冷却后保温时间的延长而增大,保温时间达到7~15分钟后趋于稳定.升温速度对液态锡的电阻率有明显影响,快速升温熔体的电阻率明显大于慢速升温熔体在同一温度下的电阻率.过冷液态锡的电阻率变化规律与温度高于熔点液态锡的相同.研究结果表明,液态金属的结构变化存在滞后性和传承性.温度变化后,液态金属的结构不能随温度同步达到其在对应温度下的平衡状态.     

液锌对金属的腐蚀及其对策

根据液锌对铁的腐蚀机理,研究了钢铁中硅、碳含量对其抗液锌腐蚀能力的影响．发现硅、碳是促进钢铁熔蚀的元素,即随着钢中硅、碳含量的升高,其耐液锌腐蚀能力下降．并通过大量实验得出：渗硼层具有良好的耐液锌腐蚀性能,可作为液锌与铁表面接触的良好隔离层．为减少和防止液锌对铁的融蚀,作为热镀锌的工艺装备应选择低硅、低碳钢,较低的锌液温度,或对热镀锌的工艺装备进行渗硼处理．     

液态金属结构滞后性的测定与模拟

采用四电极法对温度降低后液态锡的电阻率进行了测定.结果发现温度降低后液态锡的电阻率先随保温时间的延长而升高,保温时间超过10 min后趋于稳定,这预示温度变化后液态金属结构变化存在滞后性.在此基础上,运用分子动力学模拟了温度降低后液态金属结构的变化规律.发现温度变化后原子间距的变化亦存在滞后性,但这一滞后时间仅为0.000 1μs,远小于液态金属电阻率随温度变化的滞后时间.这说明金属液电阻率的滞后性与原子间距的变化无关.     

基于铸造法制备铁基表面复合材料:表面复合层的点火特征

对铸造烧结法制备铁基表面复合材料，表面复合层的点火特征进行研究。液态成形条件下，表面复合层燃烧行为的研究表明，金属液作为热场在满足一定温度条件时（金属液的浇注温度足够高），能够激发表面复合层体系内的化学反应；表面复合层被点燃的过程表现出典型的热平板点火特征；但由于体系内“稀释”剂的存在以及液态成形热交换的特殊环境，表面复合层体系内燃烧反应的点火延迟时间较长。     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.