强磁场作用下偏晶合金取向凝固组织的形成

研究了强磁场对Fe-49Sn和Cu-40Pb偏晶合金凝固组织的取向作用。研究结果表明,在强磁场作用下,Fe-49Sn和Cu-40Pb偏晶合金都形成具有一定取向的凝固组织。施加10T强磁场后,α-Fe晶体的磁各向异性和α-Fe枝晶的择优取向促使了Fe-49Sn偏晶合金形成沿平行磁场方向取向排列的富Fe相枝晶凝固组织,α-Fe的(110)晶面衍射强度明显增强;在12T强磁场作用下,强磁场对富Pb相小液滴运动及凝固前沿熔体流动的抑制作用,促使Cu-40Pb偏晶合金试样中心形成较长的规则排列的富Pb相棒状组织。     

强磁场下工艺制度对Fe-49Sn偏晶合金显微组织及磁性能的影响

研究了5T强磁场下不同工艺制度对Fe-49Sn偏晶合金显微组织及其磁性能的影响。结果表明,在较低的冷却速率下,改变冷却速率对强磁场下Fe-49Sn偏晶合金的显微组织及其磁性能影响较小。而延长保温时间使得富Fe枝晶明显粗化,能显著增加磁性能。理论分析表明,强磁场下延长保温时间使得Fe-49Sn偏晶合金富Fe相充分扩散,枝晶臂粗化,合金磁各向异性能增加,由此增加其磁导率;而较低的冷却速率对合金显微组织和磁各向异性能影响较小,因而对磁导率影响不大。     

W9高速钢的电磁连续铸造研究

 研究了W9高速钢的电磁连续铸造工艺和铸坯的凝固组织特征,并与普通的模铸高速钢中共晶碳化物的类型和分布情况进行了比较,测定了在不同制备条件下高速钢莱氏体网的厚度和凝固冷却速度。结果表明：电磁连续铸造得到的高速钢铸坯表面光滑、振痕轻微、外观形状规整、内部组织致密无缺陷,莱氏体网明显变薄,晶粒明显细化;M2C和MC型碳化物的析出量增多,M6C型碳化物的析出量减少,合金碳化物变得细小、均匀和弥散;铸坯边部的凝固冷却速度为3.4×104 K/s,r/2处为6.5×103 K/s,心部为3.9×102 K/s,冶金质量明显优于普通模铸。     

关于连铸坯凝固传热有限元数值模拟的研究

建立了结晶器内连铸坯凝固传热的有限元数值计算模型，并就模型中两种凝固潜热处理方法，两种三点时间格式以及两种热容矩阵的应用进行了比较，同时研究了时间步长和计算网格大小对数值模拟结果的影响。     

连铸初始凝固区域传热研究进展

连铸初始凝固阶段的传热决定了初始凝固坯壳的形成,讨论了初始凝固坯壳的两大形成机理,探讨了初始凝固阶段的传热行为,分析了连铸中各种因素对初始凝固阶段传热的影响,进一步解释了电磁连铸技术对初始凝固传热的改善.     

电磁搅拌宽厚板结晶器内钢液流动和液面波动

为合理控制宽厚板结晶器内的钢液流动和液面波动,提高铸坯质量。通过数值模拟的方法研究了2 200 mm×250 mm连铸结晶器内的钢液流动和液面波动行为。考察了搅拌位置对流动和液面波动行为的影响规律。结果表明,电磁搅拌可增强上回流区域钢液流动,有利于均匀钢液成分和温度。电磁搅拌可使水口附近钢液的流速增加约0.04 m/s,增强了对水口附近钢液的搅拌。提高搅拌位置,搅拌产生的水平旋流增强了下返流流速,使熔池内下涡心位置上移。钢液的水平旋流使上返流发生偏转,减弱了上返流流速,降低了对液面的直接冲击,减小液面波动。适当提高电磁搅拌器位置有利于控制液面波动。电磁搅拌器中心位置Y=-0.1 m时,液面波动可由7.5 mm降低到3 mm以内,可减小液面卷渣,流场具有很好的对称性。     

有无重力作用下Al-Bi偏晶合金凝固过程的模拟研究

基于二元Al-Bi偏晶合金难混溶区间凝固过程的液-液相分解及分离机制,采用欧拉法求解该合金显微组织演化的数学模型。该模型考虑了实际凝固过程中导致第二相宏观偏析的诸多复杂因素,包括形核、扩散长大、Stokes运动、Marangoni运动及重力沉降的影响。模拟结果表明,无重力条件下Marangoni力驱动L2相小液滴向中心高温区迁移,而重力条件下却呈现轴对称环流运动形式;随着冷却过程的进行,L2相在重力作用下发生沉降聚积,铸件底部L2相体积分数和液滴直径增加显著;与重力条件相比,无重力条件更有利于晶核的形成。     

外水套对电磁软接触结晶器内部磁场影响的模拟研究

通过有限元法三维数值模拟,研究了电磁软接触结晶器口部外水套对圆坯电磁软接触结晶器内部磁场的影响规律.结果表明,对于上通体切缝结晶器而言,结晶器口部外水套对其内部磁场分布的影响明显;随着切缝初始位置的下移,外水套对结晶器内部磁场的影响越来越小.当切缝的初始位置保持不变时,外水套的影响作用随着感应线圈内电流的增大而增大.     

热处理对机械合金化Cu-25Ag合金组织和性能的影响

采用高能球磨机械合金化的方法制备Cu-25Ag合金，并进行100～700℃不同温度的退火，研究了其组织及性能随热处理温度的演变。结果表明，高能球磨使Ag过饱和固溶于Cu基体中，球料比为10∶1时，Cu的晶粒尺寸达到最小值4.73 nm, Ag在Cu中的固溶度显著提升至16.41%。热处理可使Cu-25Ag合金孔隙减小，固溶的Ag析出为富Ag相，其尺寸随温度的升高而粗化。随着热处理温度升高，合金硬度先升后降，电阻先大幅下降后趋于稳定。150℃时合金的硬度(HV)达到215.39,电阻率在450℃时达到最低值。