低频电磁场对7050铝合金铸锭组织的影响

通过在常规半连续铸造过程中施加低频电磁场的方法制备了直径为162mm的7050铝合金铸锭,研究了电磁场对铸锭铸态组织的影响。结果表明,低频电磁场对7050铝合金铸态晶粒尺寸和组织形貌具有显著的影响。施加磁场后铸锭组织变得非常均匀、细小,平均晶粒尺寸由230μm细化至42μm左右,晶粒形貌由粗大枝晶转变等轴晶。电磁场频率和强度对晶粒细化具有重要的影响。对于低频电磁铸造162mm的7050铝合金铸锭,最佳电磁场参数:电磁场频率为25Hz,磁场强度为12800～16000At。     

电磁振荡法半连铸7075合金的微观组织及溶质元素分布

研究了电磁振荡对7075铝合金半连续铸锭微观组织及溶质元素宏观和微观分布的作用规律。研究结果表明：存在一个最佳电磁场频率范围10～30Hz，在此范围内，随着交变磁场感应线圈电流增大，铸锭中近球形组织增多，蔷薇形组织减少，晶粒尺寸变得更加细小和均匀；同时，溶质元素晶内含量显著增加，宏观偏析现象在很大程度上得到了抑制和消除；此外，电磁振荡使得液穴内部结晶核心增加，温度场和含量场更趋均匀，初凝壳高度和液穴深度降低，溶质元素分配系数增大和结晶区间变小，对枝晶生长的抑制作用加强，从而促进了电磁振荡法半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶，并且抑制了宏观偏析。     

结晶器材料对低频电磁铸造超高强铝合金铸态组织的影响

数值模拟了结晶器材料对低频电磁铸造超高强铝合金过程中铸锭内磁场的影响，空载测定了不同材料结晶器内部的磁场，采用实验进行验证．结果表明，选用高电阻率钛合金材料制作低频电磁铸造结晶器，能够大幅度地减小电磁场在结晶器中的涡流损耗，提高有效功率．在相同条件下，高电阻率钛合金结晶器的铸锭组织细小、均匀，铸锭边部和中部平均晶粒直径分别为24和27μm；而低电阻率铝合金结晶器的铸锭中间和边部的微观组织均为粗大的蔷薇型枝晶，晶粒平均直径分别为38和45μm，材料电阻率高的结晶器有利于溶质元素溶入晶内。     

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。     

复合物理场对AZ61镁合金半连续铸造凝固组织的影响

采取不同外场施加方式进行半连续铸造以制备Φ165 mm AZ61镁合金锭坯,研究不同外场施加方式对AZ61镁合金锭坯晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明,施加频率为30 Hz、电流为60 A的交变电磁场后,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造(DC)的248和276μm分别降至196和259μm,降低幅度分别达21%和6.2%,边部和中心晶粒细化程度明显不同;而施加超声-低频电磁复合场时,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸分别降至185和208μm,降低幅度分别达25.4%和24.6%,中心区域晶粒细化程度大幅度提高。另外,与常规DC铸造相比,复合场铸造使合金铸锭的硬度提高且从铸锭边部到中心硬度差别明显减小。可见,超声场-低频电磁复合场半连续铸造显著改善了AZ61镁合金锭坯的内部质量,使凝固组织更加均匀、细小,硬度提高并分布均匀。     

低频电磁场水平连铸铝合金板坯铸态组织

研究了低频电磁场对水平连铸铝合金板坯铸态组织以及合金元素宏观分布的影响.将传统水平连铸铝合金板坯的铸态组织与低频电磁水平连铸板坯进行了比较.研究结果表明,在铝合金水平连铸中施加低频电磁场可显著提高铸锭品质,具体表现为:施加低频电磁场能够细化晶粒,削弱重力对铸锭凝固的影响,从而在整个铸锭横截面上获得细小均匀的铸态组织;施加低频电磁场能够减少负偏析和重力偏析,使溶质元素在铸锭横截面上的分布趋于均匀.     

7A60超高强铝合金的低频电磁铸造(Ⅰ)--直径0.2m锭坯的铸态组织

采用低频电磁铸造技术, 半连续铸造制备了直径为0.2 m的7A60超高强铝合金锭坯. 研究了铸锭表面质量和内裂纹发生情况, 考察了电磁场频率和强度对铸态组织的影响. 结果表明 低频电磁场可消除锭坯裂纹, 改善其表面质量. 在低频电磁场作用下, 半连续铸造组织得到显著细化, 铸锭边部和中间部位的晶粒大小差别减小, 其平均晶粒尺寸分别为30 μm和45 μm. 适当降低电磁场频率和增加强度有利于获得细小均匀的等轴晶组织, 铸造组织最佳的电磁场频率为25 Hz, 安匝数为18 000 A*turn.     

超声-低频电磁复合物理场作用下对AZ61镁合金半连续铸造凝固组织的研究影响 影响

本文采用不同外场施加方式和半连续铸造制备Φ165mm AZ61镁合金锭坯,研究不同外场施加方式对AZ61镁合金锭坯晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明,施加频率为30Hz、电流为60A的交变电磁场后,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规DC半连续铸造(DC)的248μm和276μm分别降至196μm和259μm,降低幅度分别达21%和6.2%,边部和中心细化程度差别较大明显不同;而施加超声-低频电磁复合场时,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规DC铸造的248μm和276μm分别降至185μm和208μm,降低幅度分别达25.4%和24.6%,中心区域细化程度大幅度提高。另外,与常规DC铸造相比,复合场铸造使合金铸锭的硬度提高且从铸锭边部到中心硬度差别明显减小。可见,超声场-低频电磁复合场半连续铸造弥补了电磁场的“集肤效应”,而电磁场的集肤效应弥补了超声的“聚集作用”,其复合场“取长补短”共同作用显著改善了AZ61镁合金锭坯的内部质量,使凝固组织更加均匀、细小,硬度提高并分布均匀。。另外,与常规DC铸造相比,复合场使合金铸锭的硬度有所提高且分布更为均匀。     

电磁软接触铸造7050高强铝合金扁锭的组织和力学性能

通过数值模拟与试验研究的方法,采用软接触电磁铸造技术制备7050高强铝合金扁铸锭。模拟结果表明,施加软接触电磁场后,铸锭内部的流动场和温度场分布均发生改变。试验结果表明:采用电磁软接触铸造技术后,铸锭表面粗糙度由常规铸造时的101.1μm降低至48.6μm,平均晶粒由常规铸造时的80～85μm细化至55～70μm,晶粒尺寸不均匀度由常规铸造的21.69%降低至11.50%;此外,采用电磁软接触铸造工艺后,铸锭的合金化元素偏析得到抑制,Zn、Mg、Cu三元素的最大偏析率分别由常规铸造时的6.62%、9.54%、7.92%降低至3.87%、3.63%、1.36%,合金化元素分布更加均匀。     

内置电磁熔体处理对大规格2219铝合金铸锭组织的影响

针对传统大规格2219铝合金铸锭存在的组织粗大不均,宏观偏析严重及第二相粗大等问题,采用内置电磁熔体处理半连续铸造方法制备了?630 mm 2219铝合金铸锭,通过光学显微镜、光谱仪、SEM等测试方法对铸锭进行了凝固组织与成分检测,研究了内置电磁熔体处理对大规格2219铝合金铸锭凝固组织细化的影响,揭示了溶质元素的分布规律。结果表明,相比普通半连续铸造,使用内置电磁熔体处理法制备的铸锭沿径向上晶粒细小,平均晶粒尺寸在200～300μm之间,组织整体上分布均匀,金属间化合物尺寸明显细化,晶间第二相呈断续网格状分布,Cu分布更均匀。     

电磁铸造2E12铝合金的铸态组织与力学性能

分别采用电磁铸造和普通连铸技术制备了2E12铝合金连铸锭.通过显微组织和力学性能的对比分析,研究施加电磁场对2E12铝合金连铸过程及铸锭性能的影响.结果表明,使用电磁铸造技术制备的2E12铝合金铸锭具有良好的表面质量和内部组织,以及优良的力学性能.其中,电磁铸造方法获得的2E12铝合金铸锭相对于普通连续铸造铸锭晶粒平均尺寸由58 μm减小至36 μm,抗拉强度提高了9.08%,伸长率提高了61.58%,断裂方式为准解理断裂.     

电磁场频率对电磁铸造7075铝合金微观组织的影响

观察了电磁场频率对电磁铸造705铝合金圆锭（直径为200mm)微观组织的影响；在10－100Hz范围内采用不同的电磁场频率通过电磁铸造工艺制得7075铝合金铸锭，分析其微观组织及合金元素分布情况，结果表明，电磁场频率的发言为可显著影响熔体的凝固组织，频率为30Hz时可最有效地抑制宏观偏析，改善铸锭的表面质量，15Hz时能够更有效地细化晶粒。     

电磁振荡下半连铸Al合金凝固组织的细化机制

在半连铸7075铝合金过程中, 通过同时施加稳恒磁场和交变磁场的方法, 使凝固熔体产生受迫振荡, 研究了电磁振荡的强度和频率对晶粒细化的影响规律. 对电磁振荡作用下, 合金凝固组织的细化机理进行了探讨. 结果表明 电磁振荡法获得的晶粒尺寸要较CREM法所获得的小, 且随着电磁振荡强度增加及频率降低, 铸锭整体组织变得更加细小和均匀.     

电磁铸造Al合金过程中液穴及微观组织的研究

对CREM法半连铸7075铝合金过程中，熔体弯月面形状、微观组织结构、溶质元素分布随磁场强度及磁场频率的变化规律进行了试验研究。结果表明：随着磁场强度的增大及磁场频率的减小，初凝壳形成位置点降低，液穴深度变浅，溶质元素晶内含量显著增加，固溶程度和硬度得到提高，相应地，铸锭中近球形组织增加，蔷薇形组织减少，整体组织变得更加细小和均匀。     

Grain refinement and macrosegregation behavior of direct chill cast Al-Zn-Mg-Cu alloy under combined electromagnetic fields

The combined electromagnetic fields were achieved by the application of an alternating magnetic field and a stationary magnetic field and were used during direct chill(DC) casting process to control the microstructure and macrosegregation of an Al-Zn-Mg-Cu alloy. Ingot microstructures were analyzed under an optical microscope(Leica DMR). The composition at different locations in the ingots was measured with inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP) method. The results showed that the grain structure is transformed from dendrite to equiaxed structure and significantly refined with the application of combined electromagnetic fields. The uniformity of microstructure is also greatly improved. The combined electromagnetic fields show a significant effect on the distribution of elements. The negative macrosegregation in the centre area of the ingot is obviously reduced.     

挤压速度和电磁铸造锭坯对AZ31镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现,挤压速度比较低时,板材晶粒尺寸小,板材的表面质量比较好;随着挤压速度的降低,抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构,同时对挤压速度非常敏感,对变形均匀性影响比较大,因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下,溶质在晶内的固溶度增大,同时晶粒大小也比常规铸造的细小,因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后,挤压板材的晶粒尺寸比较细小,且强度和塑性都有所提高。     

EFFECT OF LOW-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD ON THE AS-CASTING MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF HDC 2024 ALUMINUM ALLOY

The influences of the low frequency electromagnetic field on the horizontal direct chill casting process were investigated experimentally. Ingots of 2024 aluminum alloy with a cross size of 40 mm× 200 mm were produced by the conventional horizontal chill casting process and low frequency electromagnetic horizontal chill casting processre- spectively. The as-cast structures and the mechanical property of the ingots were examined. The results showed that the low frequency electromagnetic field could sub- stantially refine the microstructures and pronouncedly reduce the macrosegregation in the horizontal direct chill casting process. Moreover, the surface quality of the ingot was prominently improved by the low frequency electromagnetic field. The fracture strength and elongation percentage of the ingot was increased with the low frequency electromagnetic field.     

超声作用下半连铸7050铝合金的偏析行为及形成机制

采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声功率对半连铸过程中7050铝合金微观组织及溶质Zn元素径向分布的作用规律。结果表明:在超声外场作用下铸锭组织明显细化,混晶减少,溶质Zn元素的径向逆偏析程度减弱,并随着超声功率的增加,晶粒细化程度及宏观偏析的弱化效果更好,溶质Zn元素的偏析比由未加超声时的1.190降低为240 W功率超声作用时的1.086;在超声外场调控下,铝合金熔体偏析弱化的主要原因是由于形核率增加,晶粒细化,两相区液固相相对运动速度减小;液穴变浅,由铸锭收缩导致的富集液相径向流动减弱,是径向偏析程度减弱的另一原因;在半连续铸造过程中,采用超声外场控制液相的流动是弱化铸锭径向宏观偏析的有效手段。