东北大学助推世界第一条镁合金电磁连铸生产线投产

<正>日前,由东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室崔建忠教授及其团队研发,高质量镁合金锭坯电磁半连铸技术(LFEC)已投入大规模工业化生产。该技术助推我国在山西闻喜县建立了世界第一条镁合金电磁连铸生产线,并在该生产线上生产出目前世界上最大的直径为800 MM的镁合金扁锭,实现了大规格高质量镁合金锭坯的高效低成本制备。信息摘自:http://news.syd.com.cn/system/2015/08/04/010776880.shtml     

东北大学助推世界第一条镁合金电磁连铸生产线建立

<正>由东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室崔建忠教授及其团队研发的高质量镁合金锭坯电磁半连铸技术(LFEC)已投入大规模工业化生产。该技术助推我国在山西闻喜县建立了世界第一条镁合金电磁连铸生产线,并在该生产线上生产出目前世界上最大的直径为800MM的镁合金扁锭,实现了大规格高质量镁合金锭坯的高效低成本制备。据了解,镁是我国少有的储量较丰富的金属之一,我国每年原镁产量在60-70万吨,占世界镁产量的80%。但由于我国镁合金加工技术落后,大量应用的还是前苏联的铜结晶器DC铸造技术,造成产品气孔疏松、表面质量低劣、发生裂纹、锭坯     

AZ61镁合金电磁连铸工艺与性能研究

研究了AZ61变形镁合金的熔炼过程,通过工艺试验和磁场强度测量,确定了水流量、拉速和浇注高度等电磁连铸工艺参数;并对AZ61变形镁合金电磁连铸铸坯进行微观组织及力学性能分析。结果表明:电磁连铸和普通连铸法制备的铸坯凝固组织和微观相结构相同,但电磁连铸锭的晶粒细小,第二相呈弥散分布;常温抗拉强度和伸长率分别较普通连铸变形镁合金提高了15%和50%左右,断口形貌显示其具有韧性断裂的倾向。     

电磁连铸对镁合金显微组织及腐蚀性能的影响

对电磁连铸生产的AZ31镁合金铸坯的晶体结构、金相组织和材料耐腐蚀性能进行了研究。结果表明，电磁连铸未改变镁合金铸坯相的组成，电磁连铸坯晶粒细小，树枝晶破碎，分布在块状α-Mg相周边的β-Mg17l12相均匀连续。质量分数为5％的NaCl盐雾腐蚀试验结果表明，电磁连铸生产的AZ31镁合金铸坯的腐蚀速率比普通连铸下同牌号铸坯下降29．4％，其主要原因是连续分布的网状β-Mg17Al12相有效阻碍了镁合金的腐蚀。     

高性能变形镁合金连续铸造技术研究进展

近年来变形镁合金得到了广泛的研究和应用,连续铸造技术为新型变形镁合金提供合格的铸坯.在传统的连续铸造的基础上介绍了镁合金连续铸造的最新研究进展,包括镁合金电磁连续铸造、镁合金双辊连续铸轧、连铸设备自动化远程控制以及连铸坯存在的缺陷等.指出了连续铸造工艺存在的问题和挑战,以及镁合金连续铸造技术的未来发展方向,提出了解决办法.     

AZ61镁合金电磁连铸过程流场-温度场-组织的数值模拟

在镁合金连铸过程中,结晶器内镁液的流场和温度场分布对镁合金凝固组织有着重大的影响。深入了解连铸结晶器内镁液流场及温度场的分布可以在很大程度上改善铸坯的质量。采用有限元方法对AZ61镁合金圆坯结晶器电磁搅拌(Electromagnetic stirring, EMS)过程中流场及温度场进行数值模拟,同时对电磁搅拌条件下镁合金组织进行数值模拟。结果表明:在旋转电磁搅拌条件下镁合金受到旋转的电磁力,镁液在水平方向上围绕结晶器中心做旋转运动。随着磁感应强度从0增大到100 Gs,水平方向平均流速从0增大到6 mm/s,熔体凝固速度加快,结晶器内液相穴深度从20.2 cm减小到10.6 cm,结晶器中心到边部温度梯度减小。在电磁搅拌条件下,镁合金凝固组织中等轴晶比率增大;当磁感应强度增大到40 Gs时,晶粒由枝晶状态完全转化为类球状,晶粒平均尺寸由未搅拌时的366μm变为110μm。     

电磁连铸过程中电磁场对变形镁合金凝固组织的影响

采用软接触电磁连铸和普通连铸的方法分别制备了AZ61镁合金铸锭,结果表明软接触电磁连铸铸锭的组织均匀,晶粒细化,晶界上二次相析出减少,第二相呈断续状弥散分布,Al元素含量在晶内增加,而在晶界处降低。针对上述现象探讨了连铸过程中电磁场作用下AZ61镁合金的组织凝固机理,提出第二相"磁致弥散"的思想,并推导了软接触电磁连铸的热力学关系。     

电磁连铸对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

通过电磁连铸和普通连铸方法对AZ31镁合金进行连铸实验,对比分析有、无电磁场作用下的铸坯凝固宏观、微观组织和力学性能,并利用扫描电镜分析镁合金的断裂机理。结果表明:当表观直流电流为40~50 A时获得最佳磁场分布,此时电磁连铸的镁合金组织细小、均匀,树枝晶呈破碎状,其力学性能尤其是塑性变形能力显著提高,常温抗拉强度、屈服强度和伸长率较普通连铸分别提高17%,50%和81%,断口形貌显示其断裂具有韧性断裂的特性。     

AZ61镁合金软接触电磁连铸的研究

采用软接触电磁连铸法制备了AZ61镁合金铸锭，对其晶体结构、金相组织、力学性能及抗腐蚀性能进行了研究，并与金属模铸法制备的铸锭作了比较。实验发现：两种方法制备的铸锭相结构相同；软接触电磁连铸铸锭晶粒细小，第二相弥散分布，促使其力学性能有很大提高，常温抗拉强度和延伸率分别提高了约30％和27％，其断口形貌具有更多韧性断裂的特征；在3．5％NaCl溶液中的动电位极化测试表明，软接触电磁连铸可以使镁合金的自腐蚀电压升高，腐蚀电流密度降低，从而提高镁合金的耐腐蚀性能。     

薄带连铸技术的发展现状与思考

综述了钢的薄带连铸及铝合金的薄带铸轧发展现状,简要介绍了在高速钢、硅钢和镁合金的薄带连铸实验研究方面取得的进展.认为钢的薄带连铸技术近年取得了重要突破,未来10年薄带连铸技术可能快速发展;发展特殊性能或难加工合金的薄带连铸可充分发挥快速凝固的优势;采用立式双辊法可望进一步提高铝合金的浇铸速度,特别是高牌号铝合金的浇铸速度;应积极发展镁合金的薄带连铸技术,以改善镁合金板材的塑性加工及耐腐蚀问题.     

电磁连铸对镁合金凝固和偏析的影响

对电磁连铸AZ31镁合金的宏观组织,以及溶质元素在铸锭截面上的分布规律进行了工业化(生产)规模的实验研究.结果表明:合适与匹配的连铸工艺和电磁场处理可使镁铸坯晶粒组织细化.在拉速8 cm/min和表观直流电流40 A的电磁场条件下,φ162 mm圆坯的AZ31镁合金宏观凝固组织细化为均匀的等轴晶组织.同时,铸坯中溶质元素的偏析明显改善.以Zn,Mn元素为例,其平均偏析度分别比普通连铸下降73%和67%.     

热处理对挤压变形电磁连铸AZ61镁合金的影响

研究了固溶、时效对挤压变形电磁连铸AZ61镁合金组织性能的影响。结果表明,挤压可以显著细化AZ61镁合金电磁连铸铸锭组织,使铸锭性能得到大幅度提高。经过热挤压的AZ61(EMC)镁合金中几乎不存在β-Mg17Al12相,挤压锭固溶处理后的组织晶粒长大。时效处理后,合金中出现不连续析出和连续析出的β-Mg17Al12相,使得合金的抗拉强度和硬度得到了一定程度的提高,而伸长率略有降低。     

电磁搅拌电流对连铸紫铜管组织和性能的影响

水平连铸管材常产生晶粒粗大、壁厚不均匀、表面裂纹、气孔等缺陷.为改善连铸铜管的质量,在水平连铸装置中配置了电磁搅拌器,并在连铸外径80 mm、壁厚12 mm的紫铜管的过程中向电磁搅拌器通入80～190 A工频电流对熔体进行电磁搅拌.检验了铜管的组织、表面质量、壁厚均匀性和电导率,并与未施加电磁搅拌连铸的紫铜管进行了比较...     

末端电磁搅拌对轴承钢连铸坯内部质量的影响

试验分析了凝固末端电磁搅拌(F-EMS)在不同工艺参数条件下对180 mm×220 mm轴承钢连铸坯中心等轴晶比率,碳、磷及硫偏析,以及对连铸坯中心疏松及残余缩孔的影响,试验结果表明,当凝固末端电磁搅拌参数设置在(12 Hz/350 A)时,连铸坯中心等轴晶比率的平均值由未经末端电磁搅拌的42%提高至69%;当凝固末端电磁搅拌参数设置为10 Hz/300 A时,连铸坯的中心疏松、缩孔及中心偏析级别分别由未使用末端电磁搅拌的3.0级、1.5级和1.5级降至1.0级、0级和0级,碳、硫、磷质量分数极值分别由未使用末端电磁搅拌0.042%、0.003%、0.002%降至0.016%、0.001%、0.001%。     

软接触电磁连铸技术的研究进展

讨论软接触电磁连铸的原理,分析在软接触电磁连铸过程中磁场分布特性、电磁连铸结晶器设计、软接触电磁连铸工艺参数和电磁参数对铸坯表面品质的影响.并提出该技术研究中还需进一步研究的关键问题.     

电磁搅拌铸造及其在镁合金上的应用

介绍了电磁搅拌技术的原理、分类及其对凝固组织的影响，分析了电磁搅拌过程中熔体的受力情况和感应热。目前，电磁搅拌在镁合金中的研究较少，电磁搅拌半连续铸造制备优质的镁合金铸锭是开发变形镁合金的关键，指出了镁合金的熔炼铸造特点、镁合金电磁搅拌半连续铸造存在的问题及发展的方向。     

电磁旋流水口对圆坯结晶器液面波动的控制

在大圆连铸坯生产过程中,过强的结晶器电磁搅拌会造成结晶器液面波动,影响连铸坯的表面和内部质量。将电磁旋流水口技术与结晶器电磁搅拌配合使用,通过调整电磁旋流装置的搅拌方向和电流强度来弱化结晶器电磁搅拌引起的二次流,从而使结晶器液面波动控制在一个较小的范围内。结果显示,当两个电磁装置的搅拌方向相反,电流强度为400 A时,大于±2 mm的液面波动比例由单用结晶器电磁搅拌时的0.62%降至0.13%,在±1 mm～±2 mm范围内的液面波动比例由单用结晶器电磁搅拌时的5.90%降至3.56%。当搅拌方向相同时,对大于±2 mm的液面波动的控制效果不佳。因此,使用与结晶器电磁搅拌方向相反的水口旋流可实现对结晶器液面波动的有效控制。     

钢的软接触电磁连铸技术

介绍了软接触电磁连铸技术并分析了其作用原理,该技术可有效提高铸坯的表面质量,着重分析探讨了工业上实现钢的软接触电磁连铸在结晶器结构、材质以及电磁场参数等方面需要解决的关键问题,并介绍了该技术的最新研究成果:高频调幅磁场电磁连铸技术和无结晶器振动的电磁连铸技术.     

连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌器搅拌方式模拟

在板坯连铸二冷区采用电磁搅拌能够有效地改善铸坯品质,如提高等轴晶率等.利用有限元模拟软件ANSYS对连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌器进行了数值模拟.结果表明,当两组辊式电磁搅拌器的间距为5辊间距(1 200 mm)时,三环式搅拌方式优于双蝶式;当两组辊式电磁搅拌器紧邻(0 mm)时,双蝶式搅拌优于三环式搅拌.     

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。