金属型铸造Mg-8Zn-4Al-0.25Mn合金的凝固行为及组织特征

研究了金属型铸造Mg-8Zn-4Al-0．25Mn合金的凝固行为及组织特征。结果表明：合金的铸态组织主要由初生α-Mg、Mg32（Al，Zn）49相和Al2Mg5Zn2相组成，其中Mg32（Al，Zn）49相主要呈连续状和／或半连续状分布，Al2Mg5Zn2相主要呈孤岛状分布。此外，根据DSC结果还确定了合金的凝固温度范围、液相线及固相线温度，并阐明了合金凝固过程中的相变。     

熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织和性能的影响

在温度梯度和抽拉速率一定的条件下,研究熔体过热温度Ts对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能的影响,利用综合热分析仪测定Al-4.7%Cu合金熔体结构特征及变化过程。试验结果表明:熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能有显著影响,经过1 050℃过热处理的一次枝晶间距1λ比在750℃无过热直接定向凝固的减小了35%左右,抗拉强度提高了近30%,伸长率提高了近40%;熔体过热处理改变了熔体的结构状态,从而影响了最终组织及性能;通过熔体过热处理的Al-4.7%Cu合金,其富Cu相明显减少,断口韧窝数量显著增加。     

反向凝固母带拉速对结晶器流场影响的数值模拟

在连续统一模型的基础上建立了描述反向凝固结晶器中的流动与传热的数学模型。利用有限差分方法，计算出了反向凝固结晶器中母带厚度的变化规律，随着母带在钢液中停留时间的增加，母带厚度初期迅速增长，中期平衡相持，后期快速回熔；并进一步研究了反向凝固母带拉速对结晶器中流场的影响情况，拉速较小时，紧贴母带的钢液随母带-同运动，对整个流场的影响不大，当拉速较大或拉速变化较大时，部分甚至整个流场都发生了变化。计算结果表明采用数值模拟求解结果与试验数据是吻合的，证明假设合理，模型正确。     

高速钢复合轧辊液固结合过程数值模拟

在试验的基础上,建立了高速钢复合轧辊铸造过程中外层高速钢钢液充型湍流流动及辊芯和外层高速钢液固结合时的三维速度场和温度场的计算模型,模拟了辊芯预热温度对凝固及界面结合情况的影响。结果表明,高速钢钢液在铸型中是从下到上、从两侧的交界面向中间顺序凝固的,但随着辊芯表面预热温度的不同,呈现出不同的特点。在同一截面上,当预热温度较低时,其最后凝固的位置位于工作层金属中间的某一位置,当预热温度较高时,最后凝固的位置位于工作层金属和辊芯之间的界面上。预热温度较低时,两者之间将难以形成冶金结合,预热温度适宜时,两者之间可以形成良好的冶金结合,适宜的辊芯预热温度为1100~1200℃。     

Activity measurements of Al and Cu in Si–Al–Cu melt at 1273 and 1373 K by the equilibration with molten Pb

For the effective control of Al introduction to solidified Si during the solidification refining of Si with the Si–Al-based melt for the solar cell material or the LPE Si film growth processes from the Si–Cu–Al solvent, thermodynamic properties of the Si–Al–Cu melt were investigated at 1273 and 1373 K. Activities of Al and Cu in the Si–Al–Cu melt were measured by the equilibration with molten Pb. Also, the excess Gibbs energy of the melt was studied by the ternary regular solution model.

The evaluated thermodynamic properties of the Si–Al–Cu melt indicated that Cu addition to the Si–Al melt brings the smaller activity coefficient of Al and is effective for reducing the Al content of solidified Si from the melt more effectively than its dilution effect for Al.     

高强度铸造铝合金凝固过程中的元素偏析

通过液淬的方法，研究Al-4.5Cu合金及添加Si,Mn,Ni,Zr元素后合金的凝固过程及溶质分布。结果表明，将Si,Mn,Ni,Zr元素的加入，都能使Al-Cu合金的结晶温度间隔不同程度地减少，其中Al4.5Cu3Si的结晶温度间隔最小，Cu的分布,特点是：晶界高于晶内，一次晶界高于二次晶界”，并随着温度的降低Cu向晶界偏析的趋势加剧，Ni的分布，晶界高于晶内，Mn的分布，晶界高于晶内，但差别不大，Zr在晶界与枝晶间的偏析处的含量较高。     

脉冲电流对Al-4.5Cu合金定向凝固组织的影响

研究了脉冲电流对Al-4．5Cu合金定向凝固过程及组织的影响。结果表明，随着脉冲电流峰值和频率的增大，Al—4．5Cu合金柱状晶被熔断，形态由细条状变为不连续，失去其定向凝固的取向性；且柱状晶间距随电流峰值和频率的增大而减小。由脉冲电流的引入而产生的脉冲磁压力及焦耳热效应在固液界面处造成的强烈扰动是定向凝固组织失去取向性的主要原因。     

超声波处理对高碳钢凝固组织的影响

主要研究超声处理对高碳钢凝固组织的作用,分析了超声波功率水平、实验温度对凝固组织的影响。结果表明,超声处理可以明显细化高碳钢的凝固组织;随着超声功率的增加,组织细化程度提高,功率提高到一定程度,细化作用不再明显增强;超声处理效果与实验温度密切相关,温度较低时,树枝晶组织发达,温度为1570℃时,几乎完全转变为等轴晶组织。对高碳钢凝固过程进行超声处理时,起主要作用的是声空化、声流以及超声空化产生的局部高温。     

船用中速柴油机定时齿轮罩壳均衡凝固工艺

通过对定时齿轮罩壳的结构分析,采用大孔出流理论设计浇注系统,根据均衡凝固有限补缩原理,设计出气冒口,实现薄壁壳体的浇口当冒口铸造工艺,提高铸件成品率,降低铸件的成本.     

凝固微观组织数值模拟的研究进展

介绍了主要的凝固微观数值模拟方法，评述了铸件凝固微组织数值模拟的研究现状，指出了该领域目前面临的问题和未来发展趋势。