电磁场频率对4045合金CREM 铸锭微观组织的影响

采用CREM铸造工艺制备4045铝合金铸锭,在10 Hz～50 Hz范围内调整交变电流的频率,间隔为5 Hz,通过光学显微镜观察电磁场频率对4045铝合金微观组织的影响.结果表明,电磁场频率时晶粒的细化有重要影响,在电磁场作用下,晶粒发生细化,晶粒尺寸趋向均匀,但是在不同电磁场频率的条件下得到了不同的细化组织,只有适当的电磁场频率才能得到最佳的细化效果,当频率为20 Hz时,合金铸锭的微观组织为最佳,等轴晶数目最多,晶粒尺寸和分布均匀.     

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。     

电磁场频率对半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用低频电磁场半连续铸造技术制备直径200 mm的Al-Zn-Mg-Cu合金圆棒,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(含EDS)和拉伸试验机,研究了电磁场频率对Al-Zn-Mg-Cu合金圆棒显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着电磁场频率的逐渐增加,圆棒横截面的α-Al晶粒逐渐从枝晶转变为等轴晶,晶粒尺寸减小,Zn合金元素的偏析程度减小,晶间MgZn_2相和Al_3Fe相的尺寸逐渐细化,合金圆棒的拉伸力学性能提高。当电磁场频率增加到45Hz时,圆棒心部的抗拉强度和断后伸长率分别为308.27 MPa和8.55%,圆棒边部的抗拉强度和伸长率分别为322.40 MPa和11.96%,与未施加电磁场的圆棒相比,此时圆棒心部与边部组织性能差异减小。     

电磁调质A356合金的组织研究

采用低频电磁场对水平连续铸造方法制备A356合金锭坯，通过金相显微镜观察，比较了磁场频率和电流大小对亚共晶区内初生廿灿形貌、晶粒大小的影响，通过扫描电镜分析，确定电磁场对Si在铝中晶内含量的影响。结果表明：与普通电磁铸造比较，低频电磁铸造可以细化晶粒，获得细小的α-Al组织和共晶组织。随着磁场频率降低，晶粒细化更加明显。而电流的增加也可以使晶粒细化，从而获得α-Al非枝晶组织和细小均匀的共晶组织。施加低频电磁场，可以提高Si在铝中的晶内含量，使共晶区域和晶界变窄，且Si的分布更加均匀。     

电磁参数对7050铝合金凝固组织及元素分布的影响

研究了在不同磁场频率及电磁线圈甩数条件下结晶器内磁场的分布规律,并进行了静态浇注试验,考察了电磁场对7050铝合金凝固组织及溶质元素分布的影响.结果表明,电磁场能显著细化晶粒,使晶粒尺寸从未施加磁场时的171μm,细化到128μm;并有效地抑制了7050铝合金的反偏析问题.探讨了电磁场的作用机理.     

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。     

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.     

低频电磁场对半连续铸造Al-Mg-Si-Cu合金显微组织的影响

采用低频电磁场半连续铸造工艺制备Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭,研究了低频电磁场对Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭组织的影响。结果表明,施加低频电磁场可以细化Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭的晶粒组织,减轻晶内元素的偏析程度。与常规半连续铸造相比,施加频率为20 Hz、电流为120 A的交变电磁场后,铸锭中的等轴晶组织增多,枝晶状组织减少,晶粒尺寸变得更加细小,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造的170和259μm分别降至133和187μm,同时有利于提高溶质元素在晶内的分布,很大程度上减轻了溶质元素的偏析。此外,低频电磁场的电磁振荡使得液穴内部温度场和流动场更趋均匀,溶质元素分配系数增大,结晶区间变小,抑制了树枝晶的生长,促进了Al-Mg-Si-Cu合金半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶,并且抑制了溶质元素的偏析。     

铝带坯电磁快速铸轧换相周期选取的探讨

通过对不同试验条件下铝带坯宏观组织的分析,探讨了换相周期对铸轧带坯晶粒细化的影响,试验结果表明：换相周期在电磁快速铸轧工艺中是一个重要的电磁参数,当换相周期数为1,电磁场频率为13Hz时,晶粒细化效果最好。     

表面脉冲电磁场对7A04铝合金凝固组织细化研究

研究了表面脉冲电磁场对7A04铝合金凝固过程的变化规律,分析了峰值电流对7A04铝合金凝固组织和性能的影响。结果表明:表面脉冲电磁场可以细化7A04铝合金铸锭凝固组织,增加凝固潜热,提高凝固过冷度。当频率为20 Hz、电流占空比为20%、峰值电流为100 A时,7A04铝合金晶粒细化效果较好,晶粒尺寸由235.9μm减小至139.7μm。与未施加磁场处理相比,平均晶粒尺寸下降了41.1%,凝固潜热增加了39.9 J/g,过冷度相对提高了8.9℃,硬度增加了31.8%。     

高能脉冲电源及其在铸造中的应用研究

介绍自行研制的一款电压在1～3 kV、最大峰值电流可达1.7MA的脉冲发生装置--XJDMC型高能脉冲电源。电源的电压、输出能量可以调节,能够对充电电压、储能电容、充放电时间进行设置。研究了电压在1、2 kV,电流脉冲峰值为1.7MA时对Al-4wt%Cu合金铸造组织的影响。分析了Al-4wt%Cu合金组织的晶粒尺寸和脉冲电流、电压、冲击频率以及电路自振荡频率之间的相关性。结果表明：脉冲电压2kV、电容的冲击频率为0.5 Hz、电路的振荡频率为50 Hz时,脉冲电流对Al-4wt%Cu合金作用后,晶粒尺寸由1.5mm减小到0.2 mm。在合金凝固过程中施加脉冲电流能够有效细化晶粒尺寸,提高合金的力学性能。     

Effects of low-frequency magnetic field on grain boundary segregation in horizontal direct chill casting of 2024 aluminum alloy

1. Introduction Grain boundary segregation in alloys is a scientifically interesting and technologically important subject. Serious grain boundary segregation in direct chill casting of aluminum alloy leads to a great reduction in strength and toughness after heat treatment and mechanical deforma- tion [1,2]. In order to reduce grain boundary segregation, rapid solidification methods are often adopted[3]. However, rapid solidification methods require elaborate processing and/or special expensi…     

脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固及力学性能的影响

在Mg-Gd-Y-Zr合金凝固过程中施加不同频率的脉冲磁场,研究脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固的影响.实验结果表明,脉冲磁场使Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒细化,在频率为5 Hz条件下获得最佳的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸从未加脉冲磁场条件下的65 pm细化到37 pm.脉冲磁场的搅拌导致熔体磁过冷及熔体温度梯度降低是晶粒细化的主要原因.脉冲磁场的施加使抗拉强度和延伸率较常规铸造合金分别提高了4.8%、78.5%.     

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.     

低频电磁铸造Al-4.5%Cu合金微观偏析研究

利用直接水冷半连续(常规DC)铸造工艺和低频电磁铸造(LFEC)工艺分别制备了Al-4.5%Cu(质量分数)合金铸锭. 测量了常规DC铸造和LFEC过程中的温度曲线, 研究了低频电磁场条件下的铸锭微观组织变化和Cu元素的微观偏析. 通过金相观察发现, 在低频电磁场作用下, α-Al和$\theta$相的共晶组织变得细小, 其面积分数明显减小. 利用电子探针测量结果绘制Cu元素成分曲线, 发现在凝固的最初过渡区, Cu元素的成分曲线在低频电磁场作用下升高, α-Al中Cu元素含量增加. 通过计算得到Cu元素的有效分配系数k_e, 发现在最初过渡区k_e线性增大到1. LFEC工艺使得Cu元素的k_e变大, 并且随着电流强度的增强这一趋势愈发明显. 由于低频电磁场加速了凝固前沿的冷却速度, 使更多的Cu原子固溶在 α-Al中, Cu元素在铸锭中的微观偏析得到了改善.     

机械振动对纯Al凝固组织的影响

研究了机械振动对纯Al凝固组织的影响。结果表明:在凝固过程中对纯Al施加机械振动能够明显改善其凝固组织。频率为80 Hz、振幅为8 mm时,机械振动效果最佳;与未施加机械振动相比,等轴晶率从0增加到60%以上,平均晶粒面积减小至原面积的1/5以下。     

Effect of wide-spectrum pulsed magnetic field on grain refinement of pure aluminium

A wide-spectrum pulsed magnetic field(WSPMF) was obtained by adjusting the number of current pulses and the pulse interval between adjacent pulses. The effect of WSPMF on the grain refinement of pure aluminium was studied. The distribution of electromagnetic force and flow field in the melt under the WSPMF was simulated to reveal the grain refining mechanism. Results show that the grain refinement is attributed to the combined effect of the melt flow and oscillation under a WSPMF. When the pulse...     

1060Al高频微振激光焊接接头气孔及组织

采用激光和高频微振相耦合的方法焊接5 mm厚的1060Al，研究振动对焊缝成形、气孔尺寸、数量和分布、显微组织及显微硬度的影响规律，并研究了熔池的流动状态对气孔位置分布的影响. 结果表明，当其它激光工艺参数一定，振动频率为1 173 Hz时，组织晶粒细化最为明显，焊缝宏观成形较好，焊接接头可获得最佳表面外观，焊缝中心平均显微硬度从无振动条件下的27.2 HV增加到有振动条件下的29.4 HV，提高8.1%. 振动频率为923 Hz时，气孔能够有效地得到抑制. 振动影响熔池的流动与激光匙孔的稳定性，与焊缝气孔形成具有一定的相关性，表现在气孔逐渐向焊缝表面逸出.     

Effect of electromagnetic casting process on microstructure and properties of AZ31 magnesium alloy

ABSTRACT

In this paper, AZ31 magnesium alloy is cast by applying the semi-continuous casting process with a low-frequency electromagnetic field. By studying the influence of electromagnetic field frequency, excitation current intensity and casting velocity on the microstructure and mechanical properties, the optimum process under oil-slip electromagnetic casting conditions was determined to improve the degree of grain refinement, yield strength, elongation and tensile strength of AZ31 alloy. An improved microstructure refining effect and higher hardness can be obtained with a current intensity af 60 A. The microstructures and mechanical properties obtained for different casting velocities of V = 200 mm/min and V = 230 mm/min at processing parameters of f = 30 Hz and I = 120 A were compared. Our results suggest that a higher casting speed does not lead to grain refinement or improved mechanical properties. Frequency