电磁搅拌下低合金钢柱状晶向等轴晶转变准则(一)

在枝晶破碎理论基础上,讨论了电磁搅拌强度及合金元素碳、锰含量对钢的凝固组织的影响,以及柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则。得到线性电磁搅拌下的锰低合金钢铸坯表面到中心的距离与晶粒大小、二次枝晶间距、冷却速度的关系,得到等轴晶比率和碳含量关系。研究发现,本实验范围的Mn含量的增加对等轴晶比率影响不明显,C含量的变化是主要的因素。     

电磁搅拌下Cr钢柱状晶向等轴晶转变准则(二)

在枝晶破碎理论基础上,分析了电磁搅拌强度及合金元素碳、铬含量对钢凝固组织的影响。对柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则进行讨论。发现线性电磁搅拌下的CET准则对Cr钢仍然有效。得到了临界固相分率、枝晶间流速和液体平均流速关系。发现铬含量提高使柱状晶向等轴晶转变更难。     

电磁搅拌下Cr钢柱状晶向等轴晶转变准则(一)

在枝晶破碎理论基础上,分析了电磁搅拌强度及合金元素铬含量对钢凝固组织的影响。对柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则进行讨论。得到线性电磁搅拌下的铬钢铸坯表面到中心的距离与晶粒大小、二次枝晶、冷却速度的关系。得到等轴晶比率和铬含量关系,发现本实验范围高Cr含量对等轴晶比率影响明显。     

T10碳素工具钢半固态组织制备及电磁搅拌对组织的影响

利用自制设备制备了T10碳素工具钢半固态试样,研究了不同的电磁搅拌工艺条件对T10碳素工具钢半固态组织的影响。结果表明,电磁搅拌可以改变T10碳素工具钢的凝固组织,随着搅拌功率的增加,搅拌时间的延长,T10碳素工具钢凝固组织中的初生相由树枝晶逐渐退化为等轴晶;电磁搅拌功率较小时,初生奥氏体首先以树枝晶方式生长,在搅拌过程中这些枝晶相互碰撞、缠绕、弯曲,最终折断或熔断;电磁搅拌功率较大时初生相只能长成短枝晶或等轴晶。     

基于二次枝晶间距变化特征的连铸方坯CET位置判断新方法

从碳钢连铸坯实际凝固组织入手对典型枝晶二次枝晶间距(secondary dendrite arm spacing,SDAS)进行测量分析,并发现了铸坯表面向中心凝固过程中的SDAS突增现象。结合铸坯横断面二维温度场数值模型分析可知,柱状晶向等轴晶转变(columnar to equiaxed transition,CET)的过程会影响铸坯内部的传热过程,这种影响最终以典型枝晶SDAS突增的形式体现出来。基于典型枝晶SDAS突增现象,确立了铸坯内部CET定量判定的新方法,即将典型枝晶SDAS最大增加率的起始位置确定为铸坯内部CET起始位置。计算所得CET位置与铸坯内部温度梯度变化拐点的最大相对误差仅为8.3%,且与生长速率变化区间相对应,同时也与实际凝固组织形貌转变位置吻合,证明了该方法的有效性。     

凝固末端电磁搅拌对60Si2CrVAT连铸方坯凝固组织的影响

对M-EMS和M F-EMS电磁搅拌作用下60Si2CrVAT弹簧钢铸坯的凝固组织进行了对比分析,从低倍组织、微观组织、碳偏析以及铸坯缺陷等方面入手分析,讨论了凝固末端电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响.结果表明,凝固末端电磁搅拌可以显著改善60Si2CrVAT弹簧钢铸坯凝固组织,提高铸坯凝固组织的致密度,降低铸坯中心疏松和缩孔,而二次枝晶臂间距得到明显改善,中心等轴晶率明显提高,晶粒得到细化,从而显著地改善了铸坯的质量.     

60Si2Mn弹簧钢电磁搅拌的试验研究

研究了60Si2Mn弹簧钢半固态电磁搅拌工艺和凝固过程,分析电磁搅拌对60Si2Mn弹簧钢凝固组织的影响规律。结果表明:电磁搅拌可以消除60Si2Mn弹簧钢的凝固组织中发达的柱状枝晶层,随着电磁搅拌的功率的增加,60Si2Mn弹簧钢凝固组织从枝晶或短枝晶向等轴晶转变,随着搅拌时间增加,60Si2Mn弹簧钢凝固组织更为圆整。制备合格的60Si2Mn弹簧钢半固态流变浆料的工艺参数:搅拌功率应不低于8.5 kW,搅拌时间应不少于5 min,连续搅拌终止温度应不高于1 460℃。理论分析认为:在60Si2Mn弹簧钢凝固过程中进行电磁搅拌,引起熔体的强烈流动,使液相区的温度场和溶质含量趋于均匀,晶核数量增加,并减慢了奥氏体的一次臂生长速度,最后发展成细小的等轴晶的凝固组织。     

电磁搅拌对Al-5 wt%Cu初生相形貌的影响

采用电磁搅拌法研究Ａｌ－５ｗｔ％Ｃｕ合金在连续冷却条件下的凝固组织,分析初生相形成过程,结果表明,熔体中的初生相来源于型壁上枝晶游离和熔体内部形与生长;受电磁搅拌影响,初生相由树枝晶逐步演化为块状或粒状晶,在连续冷却条件下初生相并不能完全粒状化;电磁搅拌对非枝晶组织的聚集与分散具有双重作用。     

电磁搅拌对Cu-Ag合金凝固组织及性能的影响

在有无电磁搅拌条件下制备了不同Ag含量的Cu-Ag合金,并对不同电磁搅拌条件下Cu-Ag合金的凝固组织和硬度进行测试。结果表明,电磁搅拌使Cu-Ag合金初生Cu枝晶变短、变粗,晶粒变细,且共晶组织细化;电磁搅拌使Cu-Ag合金初生Cu枝晶内Ag含量降低,合金横截面硬度降低。     

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%。