模铸中碳钢偏析的改善

简要介绍和分析了宝钢集团五钢公司改善模铸中碳钢头部碳偏析程度的技术措施。     

挤压铸造工艺参数对Al_2O_(3f)/Al-4.5%Cu复合材料凝固方式与组织的影响

挤压铸造制备了Al2O3短纤维/Al 4 5%Cu合金复合材料,研究了关键工艺参数对基体合金凝固方式与组织的影响。结果表明:Al2O3短纤维表面不能作为基体α初晶非自发形核衬底;随凝固冷却速度ε的增大,复合材料基体组织将细化,基体中有更多完整的晶界出现,偏析第二相主要分布于晶界上,其量随ε的增大而明显增多;纤维体积分数Vf的增大将细化基体晶粒尺寸至纤维间隙大小,同时随Vf的增大,主要分布于纤维/基体界面的偏析第二相的量将有所降低;模具、预制块预热温度及合金液浇注温度对复合材料凝固过程的影响归结到对凝固冷却速度的影响上来;外加压力的提高使复合材料基体组织细化。     

二元共晶/包晶合金系微观偏析半解析数学模型的研究

基于典型微观控制单元体（通常指二次枝晶臂间距半长）内的溶质质量守恒关系,建立了适用于枝晶凝固方式的二元共晶/包晶合金微观偏析半解析数学模型,模型中充分考虑了固相反向扩散和枝晶结构粗化对液相溶质浓度的稀释效果.在引入适当的假设条件下,通过严格的数学推导,获得了模型的完整核心控制方程.在推导过程中应用了标准的粗化模型、二次方形式的固相溶质浓度分布以及抛物线固相生长方式等重要假设.其中,采用精度较高的四阶经典龙格-库塔数值微分方法,并结合具体的冷却条件,对模型的常微分核心控制方程来进行数值计算.为验证所建微观偏析模型的合理性和适用性,针对Al-4.9wt%Cu二元共晶合金进行模拟研究,通过将模型的计算结果与已有的实验测试数据以及其它特点各异的微观偏析半解析数学模型的预测结果进行对比分析,表明建立的微观偏析半解析数学模型具有相对较高的预测精度和能力,其预测结果最为接近于实测值.     

侧向凝固通道偏析的数值模拟

建立了二元系凝固过程通道偏析形成的数学模型,给出了描述焓与温度及固相分数耦合关系的表达式.在实验验证的基础上,对亚共晶与过共晶成分的NH4Cl-H2O侧向凝固通道偏析的形成位置与生长方向进行了数值模拟研究.模拟计算结果表明,偏析通道起源于糊状区,偏析通道中的富集溶质从糊状区流向液相区.为了维持偏析通道中的液体流动,枝晶间液体可通过糊状区从液相区得到补充.糊状区中富集溶质的流动方向取决于析出溶质的密度.NH4Cl-70%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较小,偏析通道倾斜向上生长,在糊状区上部形成A偏析.NH4Cl-90%H2O侧向凝固时,析出的溶质密度较大,在糊状区下部偏析通道倾斜向下生长.     

大尺寸高铌钛铝合金铸锭的组织

通过金相、扫描电镜、投射电镜、X-射线和能谱等方法对真空自耗 真空自耗凝壳复合熔炼工艺制备的Ti-45%Al-(8～9)%Nb-(W,B,Y)(原子分数)合金大尺寸铸锭的组织进行了分析。结果表明,铸锭组织是由表面细小均匀和大部分存在微观偏析的γ/α2片层团和少量分布于片层团间的γ和β(B2)晶粒组成的近层片组织(NL)。大部分组织含有明显的γ聚集区,片层团的尺寸为75μm,平均片层厚度为700nm。β以不规则形状存在于片层团间或以片状和块状存在于片层团内。另外有大量长达60μm的棒状和针状硼化物。     

热型连铸BFe30-1-1白铜管的组织与性能

用热型连铸近终形法铸造了外径10mm，壁厚2mm的BFe30-1-1白铜管，研究其力学性能、元素偏析及耐海水腐蚀性能，并与普通半连铸φ130mm试样比较。结果表明，热型连铸试样的组织为柱状树枝晶，伸长率达56％-79％，约为标准值的3倍；抗拉强度比标准值低约50MPa。Ni、Fe、Mn的偏析比半连铸的减少一半以上。轴向剖面的海水腐蚀失重仅为半连铸的一半，但横向截面的腐蚀失重则比半连铸的大。     

Q460C高强钢延伸率不合原因分析与控制

针对Q460C高强钢延伸率不合格的问题,对钢板进行低倍分析,对拉伸断口附近的组织进行金相分析及断口扫描电镜分析,并对延伸率不合格钢板采用回火挽救。结果表明:带状显微偏析、H的聚集及夹杂物共同造成钢板延伸率不合格;对延伸率不合格的钢板采用610℃回火挽救,在强度不降低的前提下,延伸率均可提高6%以上;可以通过优化连铸二冷区电磁搅拌工艺、轧后进行钢板堆垛缓冷来改善延伸率不合格的问题。     

金属及合金挤压铸造的凝固特征

分析了金属及合金挤压铸造的成形过程与传热特点，探讨了挤压铸造时液态金属的流动规律，研究了挤压铸造凝固过程中液态金属的过冷与固－液界面溶质再分配规律及挤压铸造显著减轻合金显微偏析的机制。     

Al-Si合金的细化与Ti偏析的研究

研究了不同处理时间、不同位置对Ti偏析及细化效果的影响。结果表明，保温4h，A1—5Ti-1B的细化效果达到最佳。Ti在铸件顶端和底部的偏析程度不一样，在底部偏析更为严重，这主要是由于Ti在浇注过程中聚集的结果。     

枝晶凝固过程中的溶质浓度分布模拟

采用元胞自动机方法(cellular automation)对单个枝晶凝固过程中的显微偏析和枝晶形貌进行了模拟，在模拟的过程中，对固相和液相中的溶质传输分别进行了计算，同时考虑到凝固过程中同相分数的变化对溶质传输的影响与文献中通常采用的浓度势方法的计算结果进行对比，模拟结果显示本文使用的计算方法模拟显微偏析过程中波动小、结果更为稳定。