电磁搅拌对液态金属运动及凝固组织的影响

旋转型电磁搅拌在钢的连续铸造、铸件成形与凝固、半固态浆料制备、液态金属电磁净化等工艺过程中的应用受到了材料工作者的高度重视,并不断地取得了电磁搅拌应用技术开发与理论研究的成果.分析了旋转型电磁搅拌作用下液态金属运动特点及电磁力计算,建立了液态金属旋转运动的数学模型,并得到周向速度分布的表达式,研究了旋转型电磁搅拌对连铸坯凝固组织的影响,为在旋转型电磁搅拌应用中工艺参数的优化提供了依据.     

旋转电磁搅拌对1Cr13不锈钢铸态组织的影响

实验研究了旋转电磁搅拌对1Cr13不锈钢铸态组织的影响。结果表明：无电磁搅拌时,铸锭的凝固组织以柱状晶为主,在中心部位形成晶间搭桥,且存在中心缩孔、疏松缺陷;合理的电磁搅拌参数能促进凝固补缩,实验条件下,在铸锭浇注完成90 s后,施加电流为250 A,频率为12 Hz,持续时间为60 s的旋转电磁搅拌能促进凝固补缩,提高铸锭的等轴晶率,显著提高铸锭的质量;电磁搅拌使C、Cr元素分布得更均匀,偏析程度减小。     

电磁搅拌对Mg-Al-Si合金组织的影响

研究了不同电磁搅拌频率和不同冷却速度对MgAl9Si合金凝固组织的影响，比较了搅拌和不搅拌两种工艺下得到的不同组织。结果表明，电磁搅拌能完全抑制树枝晶的形成，提高搅拌频率能使α-Mg趋于等轴化；延长搅拌时间不能改变晶粒形貌，只能使组织变得更加粗大；此外，电磁搅拌还能促进凝固过程中Mg2si相的形核。     

间歇式永磁搅拌对高纯铝凝固组织的影响

为研究间歇式永磁搅拌对高纯铝凝固组织的影响,采用永磁搅拌机对铝熔体进行14种不同方式的间歇式搅拌,观察不同的间歇式搅拌对其凝固组织的影响.结果表明:以300 r/min的速度搅拌,高纯铝凝固组织的等轴晶区较大,等轴晶尺寸更小,但是会在铸锭的芯部形成气孔等缺陷;当正反方向间歇式搅拌和正正方向间歇式搅拌分别为转3T停1s和...     

VAR工艺参数对Ti-10V-2Fe-3Al铸锭凝固行为的影响

采用真空自耗电弧熔炼(VAR)工艺制备Ti-10V-2Fe-3Al铸锭,研究了熔炼电流和搅拌磁场等工艺参数对铸锭凝固行为的影响,并对真空自耗电弧熔炼过程中起弧、熔炼、补缩等阶段的凝固组织及熔池形貌进行了分析。结果表明,在未加搅拌磁场时,熔池较窄,铸锭组织粗大,而施加搅拌磁场后,熔池变宽且旋转明显,铸锭宏观组织中的晶粒变小;随熔炼电流增大,熔池加深,凝固组织中的晶粒变得粗大。     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦加工微观组织的影响

对AZ31镁合金板进行了搅拌摩擦加工,研究了其工艺参数(不同轴肩尺寸和旋转速度)对搅拌区和热机影响区组织的影响.结果表明,轴肩尺寸和旋转速度对加工组织影响较大,采用合适的轴肩尺寸和旋转速度可以有效地细化加工组织,获得较好的力学性能.     

机械搅拌法制备金属及其复合材料的研究进展

介绍了机械搅拌法制备金属及其复合材料的工艺及特性,综述了机械搅拌法对金属及其复合材料在凝固过程和凝固组织中的影响.提出机械搅拌法是改善金属及其复合材料凝固组织,提高其性能的有效途径,并对机械搅拌凝固细晶技术的前景进行了展望.     

电磁场作用下铝及其合金的凝固结晶行为

实验查明了电磁搅拌对铝及其合金的凝固结晶行为的影响：参数合适的电磁场可起到细化凝固组织、加速凝固进程、减少偏析的良好作用。铸轧工业试验结果证明，电磁搅拌可使铸轧板坯组织细化到１级晶粒度     

搅拌作用下半固态AZ91D合金组织的数学描述

分析了搅拌速度和二次冷却速度对半固态AZ91D合金组织平均尺寸和形状因子的影响,将搅拌速度与二次冷却速度作为凝固组织演变的主要因素。分析发现,增加搅拌速度对细化初生相颗粒、提高颗粒圆整度是有利的;而提高冷却速度虽有利于细化晶粒,但不利于提高颗粒圆整度。应用多元非线性回归方法描述凝固组织随搅拌速度与二次凝固速率的关系建立了相关的本构方程,为获取理想凝固组织提供理论参考。     

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。     

电磁搅拌宽厚板结晶器内钢液流动和液面波动

为合理控制宽厚板结晶器内的钢液流动和液面波动,提高铸坯质量。通过数值模拟的方法研究了2 200 mm×250 mm连铸结晶器内的钢液流动和液面波动行为。考察了搅拌位置对流动和液面波动行为的影响规律。结果表明,电磁搅拌可增强上回流区域钢液流动,有利于均匀钢液成分和温度。电磁搅拌可使水口附近钢液的流速增加约0.04 m/s,增强了对水口附近钢液的搅拌。提高搅拌位置,搅拌产生的水平旋流增强了下返流流速,使熔池内下涡心位置上移。钢液的水平旋流使上返流发生偏转,减弱了上返流流速,降低了对液面的直接冲击,减小液面波动。适当提高电磁搅拌器位置有利于控制液面波动。电磁搅拌器中心位置Y=-0.1 m时,液面波动可由7.5 mm降低到3 mm以内,可减小液面卷渣,流场具有很好的对称性。     

电磁搅拌对AlSi7Mg合金显微组织的影响

采用自行开发的电磁搅拌器,研究了多种不同电磁搅拌方式,在不同工艺条件下,单独施加或复合施加对AlSi7Mg合金微观组织的影响。试验结果表明:单一施加旋转感应电磁搅拌时,浆料径向组织很不均匀;单一施加无芯感应电磁搅拌,当搅拌电流较小时,径向组织也不均匀,增大电流浆料质量有明显改善;采用(旋转感应+无芯感应)复合电磁场进行复合电磁搅拌时,可在电流较小时获得满意的浆料质量。     

电磁搅拌对AlSi7Mg合金显微组织的影响

采用自行开发的电磁搅拌器,研究了多种不同电磁搅拌方式,在不同工艺条件下,单独施加或复合施加对AlSi7Mg合金微观组织的影响.试验结果表明：单一施加旋转感应电磁搅拌时,浆料径向组织很不均匀;单一施加无芯感应电磁搅拌,当搅拌电流较小时,径向组织也不均匀,增大电流浆料质量有明显改善;采用（旋转感应＋无芯感应）复合电磁场进行复合电磁搅拌时,可在电流较小时获得满意的浆料质量.     

铝合金熔炼中永磁搅拌的应用效果

永磁搅拌器是近期国内发展起来的铝熔体搅拌设备,它具有造价低,故障率低、使用寿命长、能耗低等特点,使用效果显著。通过在生产场采用永磁搅拌与人工搅拌熔体的一系列对比工艺试验,验证了在熔炼铝合金中使用永磁搅拌可缩短熔炼时间,熔体化学成分均匀,熔体温度均匀,减少烧损、渣损,能耗低,效益可观,改善劳动条件。     

方坯连铸永磁搅拌技术的发展现状与展望

电磁搅拌已经成为连铸工艺中改善铸坯质量的重要技术手段。相较于传统的三相交流电磁搅拌(EMS),基于烧结钕铁硼材料的旋转永磁体搅拌(PMS)具有磁感应强度较大、电能消耗低、结构较简单等优点。主要对比了电磁搅拌和永磁搅拌的技术特点,介绍了永磁搅拌在方坯连铸结晶器和凝固末端的应用现状;结晶器内永磁搅拌有效改善了铸坯的表面和内部质量,表面小孔缺陷明显减少,改善铸坯中心疏松和中心碳偏析;而应用于高碳钢连铸凝固末端,随着永磁搅拌磁体转速的增加,铸坯中心碳偏析指数明显降低,同时吨钢电能消耗仅约为传统电磁搅拌的15%。     

Microstructures of AZ91D alloy solidified during electromagnetic stirring

With the help of an electromagnetic stirring device self-made and alloy melt quenching technology, the effect of electromagnetic stirring parameters on the microstructures of semi-solid AZ91D alloy was mainly studied at the stirring frequency of 200 Hz. The experimental results show that when the stirring power rises, the primary α-Mg rosettes in the semi-solid melt will bear stronger man-made temperature fluctuation and the root remehing effect of the dendritic arms is promoted so that the spherical primary α-Mg grains become much more and rounder. If the stirring frequency is 200 Hz, the ideal semi-solid microstructure of AZ91D magnesium alloy can be obtained when the stirring power is increased to 6.0 kW. If the stirring frequency is 200 Hz and the stirring power is 6.0 kW, it is found that the lower cooling rate is favorable for the spherical primary α-Mg grains to be developed during the electromagnetic stirring stage. If the AZ91D magnesium alloy billet prepared during electromagnetic stirring at the stirring frequency of 200 Hz and the stirring power of 6.0 kW is reheated to the solidus and liquidus temperature region,the primary α-Mg grain‘s shape will get more spherical, so it is very advantageous to the semi-solid thixoforming process     

Preparation of semi-solid AlSi7Mg alloy slurry with big capability

Semi-solid AlSi7Mg alloy slurry was prepared by low superheat pouring and weak traveling-wave electromagnetic stirring.The effects of pouring temperature and stirring power on the microstructure of AlSi7Mg alloy slurry were studied.The results show that the semi-solid AlSi7Mg alloy slurry of 5 kg can be prepared.This new technology can save energy and make the pouring process convenient.When the pouring temperature is decreased at a stirring power of 0.41 kW,the shape of primary α-Al grains gradually changes from dendritic-like to spherical.When the alloy melt is poured at the temperature(630°C) with a certain superheat,the pouring process becomes easier,and the spherical microstructure of AlSi7Mg alloy slurry can be prepared by the weak traveling-wave electromagnetic stirring.When the pouring temperature is 630°C,increasing the stirring power appropriately can result in better spherical primary α-Al grains,but if the stirring power is increased to a certain value(1.72 kW),the shape of primary α-Al grains does not obviously improve when the stirring power is continually increased.     

6061铝合金半固态浆料的行波电磁搅拌制备工艺

采用低过热度浇注和弱行波电磁搅拌工艺,成功制备出6061铝合金半固态浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对6061铝合金半固态浆料的影响。结果表明:低过热度浇注和弱行波电磁搅拌技术可获得具有良好球状初生α-Al的6061合金半固态组织。浇注温度接近液相线温度,搅拌功率大于2.5kW,搅拌时间大于10s时,6061铝合金半固态浆料中的初生α-Al细小圆整,尺寸均匀。但是当浇注温度降至液相线温度时,组织中出现少量树枝晶。最佳工艺参数:浇注温度667℃、搅拌功率2.5kW、搅拌时间10s。     

电磁搅拌在湘钢6号铸机板坯生产中的使用优化

在断面为260 mm×2 050 mm板坯上使用二冷区电磁搅拌后,为改善常用拉速生产过程中产生的负偏析和更高拉速生产过程中产生的连续中心偏析及疏松,进行了不同搅拌模式及搅拌位置试验和电磁搅拌参数优化试验。试验得出：拉速0.85或0.95 m/min时,使用单对电搅辊能够减轻电搅产生的负偏析,同时可将中心偏析及疏松都控制在C1.0及以下级别;拉速增加到1.05 m/min时,使用两对电搅辊加强搅拌强度才能改善铸坯中心的连续偏析。     

优化工艺下电磁搅拌对板坯冶金效果的影响

为了研究板坯辊式电磁搅拌器对板坯冶金效果的影响,采用现场试验的方法,经过调整电磁搅拌工艺参数及连铸工艺参数,揭示了优化工艺条件下电磁搅拌对板坯冶金效果的影响。研究表明,电源频率为7 Hz,电流分别为0、100、400 A时,电磁搅拌力依次增强,对板坯的冶金效果逐渐改善;当电磁搅拌辊的数量增加时,板坯非稳态下的低倍质量提高;当相同电磁搅拌参数应用于相同钢种时,只有在综合优化连铸工艺参数条件下才能得到好的冶金效果。参数条件为电源频率7 Hz、板坯拉速0.9 m/min、电流400 A。