感应熔炼冷坩埚内磁场的分布规律

实验测定了冷坩埚内无负载时空间磁场的分布,考察了输入功率、位置对磁感应强度的影响,计算了无坩埚时空心圆柱线圈内空间磁场的分布,比较了在有无坩埚两种情况下磁场分布特点.结果表明,随着输入功率的逐渐增大,磁感应强度逐渐增大;磁感应强度沿径向分布规律为在坩埚中心位置最小,向坩埚内壁边缘逐渐增大,在坩埚内壁处达到最大;磁感应强度沿轴向分布为中心附近最大,向两端逐渐衰减;坩埚的加入并没有改变空心圆柱线圈内磁场的空间分布规律,还是中间大、两端小,但由于屏蔽作用,大小却有所变化,衰减到线圈内无坩埚时的50%左右,磁场分布趋于平缓.以上实验结果为有效的利用冷坩埚进行感应熔炼提供了实验依据.     

W对γ-TiAl基合金单向凝固组织的影响

采用电弧熔炼并直接在冷坩埚中凝固,得到了具有单向凝固特征的TiAl合金纽扣锭,以此研究了合金元素W对单向凝固组织的影响.结果表明,W对TiAl合金单向凝固的枝晶组织有细化作用,当W含量为2.5%时,可以将凝固组织的晶粒宽度减小到200 μm,二次枝晶间距减小到50 μm.随着W含量的增加,先凝固形成的β相晶粒内部出现网络分布的富W相,并最终转变为B2相.Ti-46Al合金中加入W元素后,片层团尺寸及片层厚度减小.     

TiAl基合金定向凝固中领先相的确定及影响因素

TiAl基合金因其优异的高温性能及较低的密度成为近年的研究热点,室温塑性是其走向工程化应用最主要的障碍。通过定向凝固技术控制TiAl基合金片层取向与生长方向平行时,可有效提高其综合力学性能,领先相的选择及生长取向的控制是TiAl基合金片层取向控制的关键因素。本文综述了定向凝固TiAl合金领先相的类型及生长取向的几种确定方法,及其生长取向的影响因素,最后总结了领先相生长取向控制的研究方向,对制备定向凝固TiAl基合金叶片具有重要的指导意义。     

硅对压铸模与铝合金相互作用的影响

为了研究压铸模与铝合金的相互作用 ,探讨Si对压铸模与铝铸件焊合倾向性的影响 ,进行了热浸铝试验。试验结果表明 ,模具钢在纯铝熔体中热浸时 ,主要形成Fe2 Al5相层和针片状的FeAl3 相 ,Fe2 Al5相是反应扩散的主导相。模具钢在A3 80合金中热浸时 ,主要形成FeSiAl3 和Fe2 Al5两种相层。由于Si降低了Al在FeSiAl3 相层中的活度 ,减少了从铝熔体向Fe2 Al5相供应的铝原子数 ,从而抑制了Fe2 Al5相的快速生长。因而 ,Si减弱了铝合金熔体与模具钢间的相互作用 ,从而降低压铸合金的焊合倾向性。热浸温度降低 ,Si对Fe2 Al5相层生长的抑制作用减弱     

Al对原位自生Ti基复合材料中TiB晶须增强相生成的作用

借助于X射线衍射(XRD)，差示量热分析(DSC)以及扫描电镜(SEM)研究了A1对Ti基复合材料中TiB晶须增强相生成的作用。研究结果表明：无论在Ti—B体系，还是在Ti—B—A1体系中，生成的增强相均为TiB，A1的加入并没有导致新相的产生；Ti—B体系中加入A1后，促进了TiB的生成反应，使TiB的初始生成温度从1262℃降低到856℃；并且TiB增强相得以细化，分布均匀。     

Al-Y包晶合金非平衡凝固过程及组织特征

包晶凝固过程中小平面-小平面两相复相生长方式是凝固领域研究的一个热点。以初生相和包晶相都是严格计量比金属间化合物的Al-Y包晶合金作为研究对象,利用DSC热分析技术,严格控制冷却速度,获得不同凝固条件的非平衡凝固试样,研究了两相为小平面相的Al-Y包晶合金的凝固行为。发现小平面-小平面包晶系合金包晶凝固过程中,非平衡凝固特性及宏观偏析特点比非小平面包晶系更加明显。凝固特征温度与平衡相图偏差明显,包晶反应温度和包晶相直接凝固温度都远高于平衡相图给定的值,相对于相图是在"过热"条件下发生的,而固溶体型包晶合金一般是在"过冷"条件下发生的。包晶转变过程非常微弱,致使初生相残留量远高于平衡相图。即使对于过包晶成分的合金,其凝固组织中仍存在大量的共晶凝固组织,最终得到的凝固组织与平衡相图存在显著差异。     

离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响

该论文主要研究在石墨型中不同立式离心力场下离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织及性能的影响。实验过程中铸型的旋转速度主要考虑了三种情况：0, 110及 210 rpm。结果表明：晶粒尺寸及片层厚度随铸件模数的减小和离心力的增加而减小,拉伸强度随铸件模数减小和离心力增加而明显增加,但铸件延伸率呈现相反的变化趋势。文中给出了重力系数、铸件模数与Ti-6Al-4V合金组织和力学性能之间的定量关系。作为与重力场下石墨型中Ti-6Al-4V合金铸件对比分析,研究了金属型中Ti-6Al-4V合金阶梯铸件组织的变化情况,研究发现：两种铸型中浇铸的合金铸件晶粒尺寸、片层厚度随冷却速度的变化趋势基本一致,结合两组实验数据,给出了重力场下Ti-6Al-4V合金铸件组织随冷却速度变化的定量关系。     

行波磁场发生器上磁场分布及其熔体充型特征

利用ANSYS软件，计算了行波磁场发生器上方的磁场变化规律，并与试验检测结果进行了对比，两者结果吻合较好。发现了与行波磁场极距相关的临界熔体长度现象，当熔体长度小于临界长度时，行波磁场对熔体的运动不产生影响，该临界长度与极距有关。金属熔体在行波磁场铸造充型过程中受到6个力的作用，这6个力共同作用的结果使熔体充型过程中速度的变化存在加速、匀速、减速的变化规律，解释了与此相对应的铸造缺陷如冷隔、浇不足等形成的原因，并提出了两种改变磁场分布的方法。ANSYS计算结果表明，用这两种方法可以实现递减分布的磁场。     

铝合金熔体中氢溶解度的计算模型

基于Sieverts定律和多元合金组元活度系数计算模型,建立了一个计算氢在多元合金熔体中的溶解度的计算模型,该模型只需要氢在纯金属熔体中的溶解度参数,为预测多元合金熔体中氢含量提供了有效的途径.以此计算了氢在多种铝合金熔体中的溶解度随温度变化的情况,计算结果与实验值吻合较好.     

TiAl基合金方坯冷坩埚电磁约束铸造工艺研究

利用冷坩埚电磁约束铸造工艺制备了Ti-46A1-0.5W-0.5Si的定向凝固试样,并集中考察了冷坩埚法定向凝固条件下方坯试样的表面质量、宏观组织及微观组织.研究表明,电磁场的干扰对试样表面质量的影响比较大;随抽拉速度的增加,晶粒尺寸逐渐减小,晶粒数目增多;并且发现Ti-46A1-0.5W-0.5Si合金定向凝固是一个非平衡态的过程,凝固过程中初生相既有β相又有α相.