大规格钛锭连铸过程中熔炼速度对凝固界面的影响

通过建立电子束冷床熔炼大规格钛锭稳态连铸模型,考虑了温度场和流场的耦合行为,使用有限元方法定量地获得熔炼速度对大规格钛锭凝固过程中的熔池深度和固相率的影响规律。结果表明:在一定工艺条件下,流场耦合温度场后固相率将增加,熔池深度将降低;当熔炼速度降低时,固相率增加,熔池深度降低,同时钛锭液相区流速降低。     

基于Mile算法的大型TC4钛合金扁锭连铸模拟分析

电子束冷床炉熔炼是生产钛及钛合金铸锭的主要方法,利用该方法能够生产出高低密度夹杂少、组织成分均匀的高品质钛合金铸锭,而工艺参数是决定铸锭质量的主要因素。本研究利用铸造模拟专用软件PROCAST对电子束冷床炉熔炼大型TC4钛合金扁锭的连铸凝固过程进行数值模拟,研究了不同工艺条件下铸锭的温度场分布特征、初生枝晶半径、二次枝晶臂间距等,最终确定出本模拟工艺条件下,电子束冷床炉熔炼TC4钛合金扁锭的最佳工艺参数为熔炼速度250 kg/h,铸造速度20 mm/min,浇注温度1 700℃。     

不同尺寸大规格铝合金扁锭同时铸造的工艺研究

使用wagstaff铸造机,试验研究不同尺寸大规格铝合金扁锭同时铸造的工艺。结果表明,采用铸造温度690℃~710℃,铸造速度25 mm/min~50 mm/min,结晶器中的液位高度65 mm,冷却水流量控制为13 m~3/h~80 m3/h,结晶器布设方式为中心对称,可以实现一次铸造厚度550 mm、宽度变化在1 910 mm~2 570 mm范围内的两块大规格铝合金扁锭。铸造出的扁锭表面无皱褶、裂纹、锭尾塌陷、通裂等缺陷。通过直读光谱分析化学成分、高低倍组织检查,发现其扁锭的组织、成分均匀,晶粒度细小,满足用户使用要求。     

EB炉熔炼工艺参数对大规格镍扁锭中碳元素偏析的影响

利用电子束冷床炉熔炼大规格纯镍扁锭(6600 mm×1050 mm×210 mm),研究了熔炼工艺参数(电子枪功率与拉锭速度的配合)对镍扁锭中碳(C)元素偏析的影响及机理。结果表明:电子枪功率与拉锭速度配合不当会导致镍扁锭中C元素出现不同程度的偏析;协调各区域的电子枪功率和选择适当的拉锭速度可以使镍扁锭中C元素分布更为均匀;当冷床熔炼区域、溢流区域、结晶器区域的电子枪总功率分别为720、150、360 kW,拉锭速度为5 mm/min时,镍扁锭中C元素偏析程度最小,轧制成镍带卷后力学性能均衡性最好。     

大规格3104铝合金扁锭的生产技术

目前国内生产3104铝合金扁锭普遍采用人工配料、手工计算和人工操作,造成配料不精确,搅拌不均匀,扒渣不彻底,炉内吹气精炼不易掌握,铝液流量控制不够准确,铺底不均衡,水流量变化大,除造成铸造缺陷外,扁锭铸造成品率很低.某公司生产3104合金扁锭成品率仅在50%左右.其废品主要表现为裂纹、氧化夹杂、弯曲变形、气泡、缩松、成分偏析、表面偏析瘤、晶粒粗大等.本文介绍大规格3104铝合金扁锭的生产工艺研究.     

EB炉熔炼大规格钛扁锭凝固过程的数值模拟

基于MiLE算法对大规格钛扁锭凝固过程进行非稳态模拟,研究了大规格钛锭的横截面尺寸、浇注温度和拉锭速度对其固、液界面形貌、液相区深度以及过渡区长度变化旳影响。结果表明,当钛锭宽度为200mm时,钛锭长度从200mm增加到1 200mm时,熔池深度先增大而后维持在77mm,同时固相率随着钛锭长度的增大而逐渐降低;当钛锭的横断面面积不变时,固液界面深度随着钛锭宽度的增加而减小,固相率随着钛锭宽度的增大而逐渐增大。结晶器散热的有效距离是区分钛锭长度影响其固液界面形貌的临界值。此外,随着浇注温度和拉锭速度的提高,钛扁锭非稳态过渡区长度呈线性增加,并且相对于浇注温度,拉锭速度对非稳态过渡区长度的影响更为显著。     

5083铝合金大规格扁锭熔铸工艺研究

分析了5083铝合金440 mm×1 500 mm规格扁锭的熔铸工艺特点,试验了不同铸造工艺参数对铸造性能的影响。重点分析了铸锭裂纹倾向及预防措施。     

南南铝成功铸造大规格航空扁锭

近日,经过连日技术攻关,广投新材料集团南南铝加工一次性铸造成功520mm×1750mm大规格7XXX系航空扁锭,创下行业先例,为南南铝加工后续在航空航天用铝领域实现创新突破奠定了基础。此次大规格7XXX系航空扁锭一次性铸造成功的工艺配方均由南南铝加工技术人员自行设计、研发,有助于在后续生产中实现大规格7XXX系航空扁锭低成本、高性能、高可靠生产,提升生产效率。在此之前,因7XXX系合金在熔炼锻造时具有极高裂纹倾向,导致7XXX系硬合金大扁锭的铸造难度极大、成品率低,在行业中从未有过一次铸造成功的先例。     

大规格钛扁锭凝固过程的非稳态数值计算研究

在大规格钛扁锭半连铸过程中,固相分数和熔池形貌对得到优质钛锭有着重要影响。本文以有限元为基础,采用数值模拟计算方法对大规格钛扁锭半连铸过程进行非稳态计算,重点研究了不同生产工艺条件对固相分数和熔池形貌的影响。研究表明,随着浇注温度和拉锭速度的增加,固相分数和熔池形貌变化区域的长度呈线性减小,钛锭熔池深度和钛锭1/4处熔池的深度呈线性增加。相对于浇注温度,拉锭速度对固相分数的影响更为显著。     

固液界面形态对传热过程的影响

分别用20钢和2036铝合金作为固相材料,用Al-13Si铝合金作为液相材料,探讨了在加热过程中,不同形态的固液界面对传热过程的影响。结果表明,在液相合金的固相层形成之前,固液界面的传热效果主要取决于固相材料传热特性;固液界面的接触情况对界面传热的效果产生较大的影响;在液相合金的固相层形成之后,固液界面的传热效果主要取决于液相合金固相层的生长过程所释放出来的结晶潜热;当固相合金发生界面熔化时,界面的熔化速度及结晶潜热将对固相的温度产生影响。     

热型连铸工艺参数对液固界面形状位置特性影响的仿真

根据热型连铸过程的原理与传热特点，建立了热型连铸过程的物理、数学模型，通过数值计算仿真研究，考察了冷却距离、牵引速度以及铸型内壁温度，对热型连铸过程中液固界面位置，及其界面形状因子的影响。获得了各工艺参数的最佳分布范围，以及在最佳参数组合状态下的液固界面的特性数据，明确了各工艺参数对液固界面特性的影响强弱程度，并通过实际生产实践进行了验证。     

热型连铸过程液／固界面位置对过程参数变化的响应

热型连铸过程的实时控制涉及到过程液/固界面位置对控制参数(冷却距离和牵引速度)的响应.根据热型连铸过程的凝固传热特性,建立了热型连铸过程的物理、数学模型,获得了OCC过程中液/固界面位置对不同的冷却距离和牵引速度变化量的响应函数.通过数值模拟,考察了冷却距离和牵引速度变化时液/固界面位置的响应过程,并明确了在OCC过程的闭环控制过程中,冷却距离和牵引速度两控制量调整的先后顺序.     

铸型温度梯度对热型连铸固液界面位置的影响

用两种结构铸型进行了热型连铸铜杆对比试验研究，结果表明，提高铸型温度梯度有利于稳定固液界面的位置，从而扩大热型连铸工艺参数配合的范围。     

温度对TC4/ZL105固液界面组织及显微硬度的影响

在真空钼丝电阻炉中制备了TC4/ZL105复合材料,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对过渡层的组织和成分进行了表征,并对过渡层显微硬度进行了测试。结果表明,当温度为700℃保温60 min时,TC4/ZL105复合材料中间过渡层的厚度适中,组织相对致密,缺陷较少。TC4/ZL105复合材料过渡层中靠近钛侧组织致密,为α-Ti固溶体;靠近铝侧组织疏松,主要由TiAl_3和TiSi_2共晶相组成,且显微硬度均高于母材;结合区的显微硬度随着连接温度的升高而增加,峰值硬度达643 HV。     

电解铝液生产大尺寸扁锭工艺技术研究

分析了影响铝合金铸锭质量的主要因素,总结了用电解铝生产大扁锭关键熔炼、铸造工艺.通过控制合理的冷却强度、铸造温度、铸造速度、结晶器液面高度等工艺参数,生产出优质大尺寸扁锭.     

大规格TC4钛合金厚板研制

采用经三次真空自耗电弧熔炼、多向锻造得到的TC4钛合金板坯为原料,以热模拟试验所获得的热加工图为参考,利用西部钛业有限责任公司2 800 mm四辊热轧机成功制备出了宽度为2 300 mm,厚度达到40~70 mm的大规格TC4钛合金厚板,研究了热轧工艺对其组织和室温力学性能的影响。结果表明,轧制温度、道次变形率和应变速率是制备大规格TC4钛合金厚板的关键工艺因素。所制备的TC4钛合金厚板的显微组织为双态组织,由平均晶粒尺寸为25μm的等轴初生α相、拉长的次生α相及晶间β相组成,其室温抗拉强度为925~960 MPa,屈服强度为870~910 MPa,延伸率为12.0%~14.5%。     

钛锭连铸过程中结晶器高度与厚度对凝固界面形貌的影响

应用有限元数值计算方法研究了电子束冷床熔炼连铸钛锭过程中水冷结晶器高度及厚度对大规格钛锭固液界面形貌的影响规律。结果表明:在相同的工艺条件下,随着水冷结晶器的高度增加,钛锭的熔池深度逐渐降低,当水冷铜结晶器高度超过结晶器有效散热高度(300)mm后,钛锭的固液界面形貌趋于稳定;随着水冷结晶器厚度的增加,钛锭的熔池深度逐渐增加,固相率逐渐降低,但钛锭固液界面的熔池形貌变化不显著。     

LF21合金扁锭的水平连铸

1 水平连铸LF_(21)合金扁锭的工艺简况 LF_(21)合金为铝-锰系合金的主要牌号(化学成分如表1所示)。与工业纯铝不同的是在纯铝中添加了1.0～1.6%的锰,其特点是具有较高的强度(与纯铝比较)。     

低液位铸造法生产大规格铝合金扁锭的关键技术

用电解铝液配料,采用低液位铸造技术生产高精度铝板带用的优质扁锭,首先要针对电解铝液温度高、夹杂物多、气体含量高的特点,采取严格的熔体净化工艺,为铸造提供洁净的铝熔体;其次要针对低液位及组合结晶器全自动铸造技术的特点,根据合金特性、扁锭规格和铸造条件,设定最佳铸造工艺参数。