Numerical simulation of solidification process of Sn-3.5%Pb hollow billet with stirring magnetic field

In order to study the effect of the stirring flow on the grain diameter and solute concentration of hollow billet, the couple model of the two-phase solidification and electromagnetic field was built to simulate the solidification process of Sn-3.5%Pb hollow billet with the traveling magnetic field and rotating magnetic field. The effects of different kinds of flows on the temperature field, concentration field and grain diameter of molten metal during solidification were analysed. The results show that, there are different flow patterns in the molten metal induced by the traveling magnetic field and rotating magnetic field. Both flows can refine the grains in the hollow billet because of change of the temperature gradient and cooling rate of molten metal. The bigger the stirring velocity is, the smaller the grain diameter. Both flows can result in the macro-segregation in the hollow billet because of the non-homogeneous flows. The bigger the stirring velocity, the more serious the macro-segregation of the hollow billet. So, the stirring intensity should be controlled to acquire the high quality hollow billet.     

超声场作用下Al-1wt%Si合金水平连铸工艺参数的研究

为提高Al-1wt%Si合金键合线铸坯的质量,研究在功率超声作用下水平连铸工艺参数对φ10mm Al-1wt%Si合金铸坯的影响,阐明了铸造温度、拉坯速度、冷却水量与合金铸坯微观组织形貌的关系,在此基础上测量不同工艺参数条件下Al-1wt%Si合金铸坯的力学性能。实验结果表明:在1 000 W功率超声作用下,铸造温度为720℃,拉坯速度为100 mm/min,冷却水量为40 L/h时Al-1wt%Si合金铸坯的微观组织均匀细小,力学性能最佳,从而确立了制备Al-1wt%Si合金铸坯的最优铸造工艺参数来。     

均质难混溶合金制备技术研究进展

概述了难混溶合金(偏晶合金)特殊的组织及性能,并对各种难混溶合金均质制备工艺进行了总结,介绍了几种新的难混溶合金均质制备方法。分析了传统制备工艺与新兴制备工艺的不同特点,并指出难混溶合金均质化制备技术今后的发展趋势。     

高频磁场电磁净化体积力模型建立

鉴于液态金属内部电磁力分布对电磁净化效果的影响，提出了高频电磁场电磁净化技术中电磁体积力的数学模型，并具体分析了不同电力参数和实验参数下金属熔体内部电磁体积力的分布规律。研究表明，增加磁感应强度能够有效地增大熔体内部电磁体积力，从而提高净化效率；增加电源频率能够有效地改变熔体内部电磁体积力的分布规律，增大熔体表面的电磁体积力，但是随着电源频率的增大将减小电磁力在金属内部的作用区域，使得电磁净化的有效作用范围减小；在一定磁感应强度下，熔体内部某一深度处的电磁体积力随着频率的增加先增大后减小，当频率满足f=1（4πσμχ^2）时，该处的电磁体积力取得最大值。     

双磁力驱动器对液态金属流动的驱动与控制

根据电磁场和磁流体力学理论，设计制造了以永磁体为工作介质，对金属液具有磁力驱动控制作有的双磁力驱流体流动控制器。理论和实验研究结果表明：该控制器可实现对金属熔体无接触的磁力驱动搅拌；并可对弯月面形状和波动进行控制，当下磁力驱动器转速35r/s ,上驱动器转速20r/s时，液面平直且波动较小，即液面达到似稳状态；该实验条件下Sn＋3．5％Pb（质量分数，下同）合金连铸凝固组织为100％细等轴晶，连铸坯的初期凝固点降低，凝固坯壳变薄且无效。     

水平连铸BFe30-1-1白铜管坯凝固过程的数值模拟

根据空心管坯的凝固传热特点建立了空心管坯水平连铸数值计算模型,采用ANSYS软件计算了水平连铸过程中浇注温度、冷却强度及拉坯速度对BFe30-1-1白铜合金管坯糊状区宽度和液穴深度的影响。结果表明,浇注温度、拉坯速度和冷却强度均对管坯液穴深度和糊状区宽度有重要影响,而浇注温度则对糊状区宽度影响不大。在此基础上采用试验的方法制备了表面光滑、无裂纹缺陷的空心BFe30-1-1白铜管坯。     

Effect of turbulent flow on electromagnetic elimination with high frequency magnetic field

1 Introduction The application of the electromagnetic body force to separate non-metallic inclusions was proposed by ALEMANY et al[1,2]. And ASAI et al have measured the migration velocity of polystyrene particles in a sodium chloride aqueous solution, in which a DC electric field and DC magnetic field were simultaneously imposed. They found that the direction of migration is opposite to the electromagnetic force and the migration velocity agrees well with the values calculated from the …     

不同铸造方法对船用螺旋桨毂成型质量的影响

采用ZCuAl9Fe4Ni4M n2铝青铜合金为结构材料,研究3种不同铸造方法对船用桨毂组织性能的影响。结果表明,重力铸造桨毂窗口下方有大量氧化夹渣存在;低压铸造容易获得组织致密、性能优良的桨毂,但工序较多;离心铸造可获得较为致密的桨毂断面组织,二次氧化夹渣状况较重力铸造得到明显改善,但离心转速超过150 r/m in时,容易产生缩孔和缩松。     

K417高温合金电磁搅拌法真空晶粒细化技术研究

使用X射线衍射分析仪、扫描电镜、电子拉伸试验机、高温金相显微镜研究了在模壳内壁表面的涂层中添加孕育剂铝酸钴和在真空熔铸过程中施加工频旋转电磁搅拌对K417高温合金真空精密铸件凝固组织和性能的影响。结果表明:采用将在真空熔铸过程中施加150 A的工频旋转电磁搅拌和在模壳内壁表面的涂层中添加孕育剂铝酸钴相复合的方法,可以得到晶粒细化至95μm、断面等轴晶比例达到99%的K417高温合金真空精密铸件。当在电磁搅拌和孕育剂作用下将K417高温合金真空精密铸件的晶粒尺寸从3.45 mm细化至95μm,可以使其粗大等轴晶向细小粒状晶转变,(γ+γ’)共晶的尺寸减小,室温和650℃中温的拉伸性能得到明显改善。     

复合电磁场作用下连铸金属液弯月面运动规律的热模拟研究

采用Wood alloy作为钢液的模拟工质,研究了复合电磁场作用下连铸结晶器内弯月面运动的变化规律。结果表明：（1）施加复合电磁场不仅能够有效地控制由于结晶器内电磁搅拌导致得弯月面运动,而且能够实现弯月面与结晶器壁的分离,形成具有一定高度的悬浮液柱,使得弯月面的稳定性得到提高;（2）两个感应线圈的工作位置对弯月面形状有很大的影响。就本实验装置系统而言,搅拌线圈中心面位于液面下部20mm左右时液面凹陷深度最大;金属液面控制在高频线圈中心面附近时可获得最大的接触角。