电磁搅拌对金基合金凝固组织和心部缺陷的影响

分别采用传统模铸与电磁搅拌工艺制备金基合金,研究了不同电流参数对金基合金枝晶组织和心部缺陷的影响。结果表明:电磁搅拌可以明显降低金基合金微观组织的枝晶化程度,与此同时,消除了在传统模铸条件下金基合金铸锭心部所普遍出现的中心缩孔和缩松等缺陷。对电磁搅拌作用下,金基合金凝固组织的细化和铸锭心部缺陷的消除机理进行了探讨。     

电磁搅拌对60Si2Mn弹簧钢凝固条件影响的研究

利用自制设备制备了60si2Mn弹簧钢半固态试样,研究了电磁搅拌条件下60si2Mn弹簧钢铸锭成分和组织层的变化.结果表明,电磁搅拌可以使60Si2Mn簧钢铸锭成分更加均匀.并可以减小或消除铸锭中发达的枝晶,电磁搅拌改善了60Si2Mn弹钢的凝固条件,增加了凝固过程中的形核率,使铸锭中的等轴晶得到细化.     

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。     

电磁搅拌对复层材料凝固组织的影响EI北大核心CSCD

采用固液复合的方法制备3003/4004和5056/AZ91两种不同结合类型的双金属复层材料,使用光学显微镜和XRD等手段分析电磁搅拌对复层界面凝固组织的影响。结果表明:施加电磁搅拌可以明显改变两种复层材料界面的凝固组织,对于3003/4004复层铸锭,未经处理时,4004一侧界面附近的凝固组织为粗大的树枝晶;而经电磁搅拌处理后,其界面附近凝固组织为非树枝状;对于5056/AZ91复层铸锭,未经处理时,金属间化合物主要聚集在过渡层处,靠近5056铝合金一侧的为Mg2Al3,靠近AZ91镁合金一侧的为Mg17Al12;而施加电磁搅拌后,Lorentz力会引起AZ91熔体强迫流动,反复冲刷外层5056凝壳导致重熔,大量铝元素被卷入铸锭内部与未凝固的镁合金熔体混合,使得从界面到心部均为单一的Mg2Al3相。     

环缝式电磁搅拌对7N01合金连铸锭组织的影响

实现7N01铝铸锭组织细化均匀化是解决型材产品成材率低、力学性能不稳定、表面桔皮、条纹等缺陷问题的关键,为此开展了7N01铝合金铸锭环缝式电磁搅拌半连续铸造技术的研究。结果表明,施加环缝式电磁搅拌后,310mm规格的7N01合金连铸锭晶粒尺寸细化至200~300μm范围内,较普通铸锭晶粒尺寸降低了90%;晶粒自边部至心部尺寸分布范围由普通铸锭的800~3 200μm下降到施加环缝式电磁搅拌后的200~300μm内,均匀性得到显著改善;同时消除了普通铸锭易出现的粗大树枝晶等铸造缺陷,大大提高了铸锭质量。     

电磁搅拌和细化剂对Al-Mg-Mn合金组织的影响

研究了电磁搅拌和细化剂对铝合金铸态组织的影响.结果表明,电磁搅拌对晶粒尺寸具有显著细化作用,电磁搅拌作用下,细化剂对Al-Mg-Mn合金晶粒组织仍然具有重要影响,随着细化剂含量的增加晶粒愈加细小.在试验范围内,当细化剂含量为0.1%时,组织最为均匀细小.采用耐火材料铸模制备铸锭并在凝固过程连续测温,探讨了电磁搅拌对组织的细化机理.根据温度测量结果,可以认为电磁搅拌对组织的细化作用主要在于熔体流动使温度场趋于均匀,并促进了晶核的形成和游离.     

电磁搅拌对3003/8090铝合金复层铸锭凝固组织的影响

采用静态铸造工艺制备了3003/8090铝合金复层铸锭,研究了电磁搅拌对3003/8090铝合金复层铸锭界面形貌的影响。采用扫描电镜及电子探针对复层铸锭界面凝固组织及元素分布进行了系统的测试。结果表明,电磁搅拌使8090合金组织明显细化,溶质在晶界处的富集减少,并促使结合界面前沿处柱状晶的生长向逆流方向偏转,但对结合处界面的成分分布几乎没有影响,有/无电磁搅拌的情况下,扩散层厚度均约为90μm,其中过渡固溶体层厚度约为50μm。     

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。     

螺旋磁场对金属凝固过程中成分偏析的影响

通过模拟钢连铸金属凝固的条件,以低熔点合金为研究对象,分析了螺旋磁场对凝固组织的影响。发现螺旋磁场能够消除成分偏析、碎断枝晶和细化凝固组织。同时,对比研究了不同磁场方式对凝固组织的影响。在相同电磁搅拌参数下,螺旋磁场比旋转磁场更能减小铸锭上下部成分之间的差异并细化晶粒,对促进铸锭成分均匀化有更好的效果;螺旋磁场电磁力分布更有利于形成较大区域的均匀搅拌,对形成等轴晶有明显的促进作用,且晶粒排列的方向性比旋转磁场处理下的更小,即各向同性效果更好。     

电磁水平连铸对1560镍基合金铸坯中心缺陷的抑制作用

常规水平连铸1560镍基合金过程中,铸锭中心区域极易出现裂纹、缩孔和疏松等铸造缺陷,严重影响了生产效率、产品成材率和最终产品质量.采用电磁水平连铸技术后,则可有效防止这类缺陷的产生.本研究从电磁水平连铸1560合金过程中铸锭的组织、溶质元素分布、液穴内的流动场及温度场等方面进行了研究,并对其消除中心缺陷的作用进行了分析和讨论.     

电磁搅拌对水冷热顶铸造A356合金质量的影响

通过常规铸造A356合金锭与电磁搅拌＋水冷热顶铸造A356合金棒的质量差异的对比,分析电磁搅拌＋水冷热顶铸造对铝合金棒组织性能的影响,结果表明采用电磁搅拌＋水冷热顶铸造方法生产出的A356铝合金棒的质量在各个方面均优于常规铸造A356合金锭的。     

流变压铸成形镁合金AZ91D的显微组织与性能

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料,对比研究了液态压铸与半固态流变压铸成形镁合金AZ91D的组织与性能,探讨了半固态成形镁合金铸件的热处理强化机制.试验结果表明,流变压铸成形铸件与液态压铸成形铸件在铸态时的力学性能相当;由于半固态成形减轻了铸件内部气孔、偏析等铸造缺陷,因而T4和T6热处理均明显地提高了半固态成形镁合金铸件的力学性能.研究还得出,液态压铸成形镁合金铸件经过固溶处理之后,其抗拉强度和伸长率也有所提高,但是,时效处理明显地恶化了铸件的力学性能.     

铝合金半固态加工技术的应用研究

重点介绍了近年来在铝合金半固态坯料制备方面的研究进展以及在半固态触变成形技术工业应用方面的研究开发工作,如复合电磁搅拌制备半固态浆料、多流电磁搅拌半固态连铸技术、铝合金半固态触变压铸成形、铝合金半固态触变模锻成形等,并就其可能的应用领域及发展状况如难铸造合金的铸造成形、变形合金的直接铸造成形、活塞合金的加工成形、变形铝合金的塑性加工进行了讨论。     

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%。     

电磁搅拌与变质复合作用对Al-20Si合金初生硅相的影响

使用电磁搅拌、变质处理及其复合工艺分别成功制备了过共晶Al-20Si半固态浆料，研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响。研究结果表明：复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小、更加圆整的初生Si组织。复合作用获得的初生硅比单一处理尺寸平均减小25．19％，圆整度平均提高8．40％。而且共晶Si组织也得到球化。复合作用细化组织的机理为：变质后施加旋转磁场，促进了变质剂的扩散，更多的初生Si与共晶Si组织相互打碎，深化了变质和电磁搅拌效果，细化显微组织。     

电磁搅拌对铝铜合金宏观组织及偏析的影响

为了改善铝铜合金在铸造过程中出现的密度偏析,研究了电磁搅拌对半固态Al-Cu合金宏观组织及偏析的影响。结果表明:电磁搅拌使得初生α-Al的径向分布更为均匀,改善了铸件的宏观偏析,且随着搅拌强度的增大,初生α-Al的分布也更均匀,即宏观偏析越小;电磁搅拌使得宏观组织显著细化,随着搅拌强度的提高,晶粒细化程度反而减弱。     

半固态挤压Al-Si-Fe合金组织与性能

采用半固态挤压成形技术制备了Al-17Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg(质量分数,%)合金。利用金相显微镜分析了合金铸态、电磁搅拌态、挤压态的组织。用电子万能试验机对挤压态合金的力学性能进行测量。试验结果表明:经过半固态挤压后,合金组织发生了明显细化,第二相长度和厚度减小,同时尖角发生钝化,且分布较均匀,力学性能比铸态提高了117.4%。     

电磁离心铸造Al-20Si过共晶合金中硅相组织演变规律

采用电磁离心铸造的方法制备了Al-20Si(质量分数,下同)过共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织及硅相形貌的影响.结果表明,随磁场强度增加铸坯外侧硅相聚集层厚度不断减小;与传统离心铸造的铝硅过共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中初晶硅相得到细化,外侧硅相形貌逐渐由典型的五瓣星形成为沿热流方向生长的初晶硅枝晶,内侧硅相受到电磁搅拌作用发生合并凝聚和钝化;初晶硅相尺寸及形状因子随磁场强度增加在不断减小.电磁搅拌破坏了硅相呈放射状排列的结构,共晶硅分布杂乱,且共晶团共晶片层间距逐渐增加.     

电磁场对2524铝合金扁铸锭微观组织和宏观偏析的影响

采用在常规结晶器上布置线圈而开发的低频电磁半连续铸造技术（LFEC）制备2524铝合金扁铸锭并系统研究其对微观组织和宏观偏析的影响。结果表明,采用低频电磁半连续铸造技术制备的扁铸锭具有更加细小、均匀的铸态组织,而且组织由枝晶和蔷薇型转变为等轴晶组织。低频电磁半连续铸造技术对铸锭宏观偏析具有重要的影响,施加磁场后铸锭中心部分的反偏析明显减弱了。同时,对这些作用的机理进行了探讨。     

半固态坯料生产工艺研究

着眼于工业生产,研究了在电磁搅拌连续铸造制备A357铝合金半固态坯料过程中,电磁搅拌强度、连续铸造速 度、结晶器冷却水通水量、熔体浇注温度等主要工艺参数对工艺过程稳定性及坯料组织性能的影响,在综合考虑坯料质量、 经济性与生产效率的基础上,确定了可用于指导工业生产的合理工艺参数组合。