双金属复合材料铸造成形工艺综述

双金属复合材料可以同时发挥两种材料的特性,满足复杂的应用性能需求.按照成形状态,双金属复合材料成形工艺可分为液-液复合、液-固复合和固-固复合三大类.本文总结了液-液复合及液-固复合成形的多种工艺路线,并着重介绍了应用前景良好的几种技术方案、发展水平及其适用范围.虽然双金属复合材料及制备方法已经取得长足进步,但目前复合...     

圆台形冒口脉冲磁致振荡处理对Al-Si合金铸锭凝固均质化的影响

脉冲磁致振荡凝固均质化是一项新技术.研究了圆台形冒口脉冲磁致振荡处理对Al-Si合金铸锭流场、凝固组织和宏观偏析的影响.结果表明:对圆台形冒口施加脉冲磁致振荡的铸锭内形成了两个方向相反的环流,即下环流和上环流,下环流方向为中心向下、边缘向上,上环流方向则与之相反.环流的形成有利于铸锭内温度场的均匀化和自由晶在铸锭中心沉...     

冷却条件对EH40钢板坯表层奥氏体晶粒长大的影响

铸坯表层异常长大的奥氏体晶粒是产生横裂纹的重要原因之一,研究冷却过程对其生长行为的影响对科学制定连铸工艺、降低铸坯裂纹敏感性有重要意义。采用原创连铸坯凝固过程热模拟方法,再现了EH40低碳船板钢板坯的凝固过程,观察在传统板坯连铸条件下,2种结晶器冷却强度对铸坯表层奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明,在结晶器冷却阶段,热模拟坯表层5 mm的绝大多数奥氏体晶粒短轴尺寸均不超过0.5 mm,但已出现粗大晶粒,且强冷条件下奥氏体晶粒尺寸平均值和极大值均更大,分别为弱冷条件下的2.5倍和2.0倍。在足辊区到矫直点区间,表层奥氏体晶粒生长非常缓慢,平均尺寸仍未超过0.5 mm。矫直点处,结晶器强冷热模拟坯表层20 mm的晶粒短轴最大尺寸为2.2 mm,为弱冷条件下的1.7倍。综上,奥氏体晶粒在连铸不同阶段表现为不同的生长行为,且采用结晶器弱冷更有利于EH40钢板坯获得相对细小的表层奥氏体晶粒。     

PMO对连铸GCr15轴承钢枝晶生长的影响

通过对PMO处理的连铸GCr15轴承钢固/液界面枝晶形貌和微观偏析的观测,探究了施加PMO对铸坯固/液界面前沿枝晶生长的影响。结果表明:PMO作用于固/液界面处,使枝晶间碳富集程度降低,初生相的面积占比增大,一次枝晶间距减小,二次枝晶臂间距增大,且二次臂细长致密,局部枝晶非对称生长。结合PMO的电磁热力效应分析认为,枝晶生长前沿的温度场和溶质场在PMO作用下出现扰动,固/液界面前沿溶质富集减轻,成分过冷度增大,促进枝晶臂生长,导致初生相占比增大;强制对流使液相温度分布均匀,固/液界面处温度梯度增大,故一次枝晶间距减小;由于垂直于拉坯方向的液相温度梯度减小及微区的磁致振荡效应,柱状枝晶的生长方向发生改变,干扰了枝晶间富集溶质的扩散,进而造成了枝晶的非对称生长。     

应用结晶器PMO提高连铸小方坯质量研究

为了改善某厂螺纹钢小方坯连铸过程中存在的等轴晶率低、中心碳偏析严重、中心疏松和缩孔等内部质量问题,进行了结晶器脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation,PMO)改善螺纹钢内部质量的试验研究。结果表明:结晶器PMO可以显著细化螺纹钢的凝固组织,扩大中心等轴晶区的范围,减小二次枝晶臂间距,中心缩孔由0. 5级降低到0级,中心偏析由2级降低到0. 5级,中心碳偏析指数由1. 18降低到1. 01,铸坯内部质量得到明显改善。     

不同冷却速率下低压转子钢30Cr2Ni4MoV的凝固组织

研究了30Cr2Ni4MoV钢在不同冷却速率下的凝固组织,测量统计了其二次枝晶臂间距,并回归拟合得到二次枝晶间距与冷却速率的关系λ2=334.9V-0.34。据此,可以根据二次枝晶臂间距推算大型铸锭中不同部位的冷却速率,有利于认识和控制大型铸件的凝固过程。     

大型铸锭的宏观偏析及其数值模拟

宏观偏析是金属凝固过程中产生的不可避免的缺陷,且难以通过热处理消除,会导致金属制品不同部位的组织和力学性能有差异.因凝固时间长且熔体流动复杂,大型铸锭的宏观偏析尤为严重.A型偏析的形成主要与夹杂物上浮有关,而V型偏析的形成机制较为复杂,普遍认为形成于铸锭凝固的后期.连铸过程中采用脉冲磁致振荡技术可大大减轻大型铸锭的宏观...     

过热度对60Si2MnA弹簧钢连铸坯凝固组织的影响

通过铸坯凝固组织生长单元的物理模拟方法,研究不同过热度对60Si2MnA弹簧钢铸坯凝固组织及宏观偏析规律的影响。结果表明:试验模拟的铸坯组织的等轴晶比例和晶粒尺寸与数值模拟和实际生产铸坯的组织相近,表明试验模拟可以很好地反映实际铸坯组织。随着浇注温度升高,柱状晶区长度增加,相应的等轴晶区长度降低。同时,凝固过程中有比较严重的碳宏观偏析,初始凝固区表现为负偏析,凝固末端表现为正偏析。过热度越高,凝固末端的正偏析越严重。     

连铸M2高速钢碳化物和宏观偏析热模拟

M2高速钢碳化物粗大且分布不均匀制约了该钢种采用连铸-连轧工艺生产。采用基于特征单元热相似性的连铸坯枝晶生长热模拟试验机研究了连铸M2高速钢凝固过程及组织形成规律,并且使用光学显微镜和金属原位分析仪分析了过热度和二冷区比水量对其碳化物分布和尺寸及宏观偏析的影响。实验结果表明,铸坯碳化物分布和尺寸及宏观偏析受到过热度与二冷区比水量的显著影响。过热度每减小10℃,凝固末端的碳化物面积占比减小约1.5%,碳化物网交汇处平均尺寸减小约7.5μm。随着二冷区比水量由0.36 L/kg增加至0.54 L/kg,凝固末端的碳化物面积占比减小约2.8%,碳化物网交汇处平均尺寸减小约23.8μm。降低过热度和提高二冷区比水量有利于C、W、Cr、V元素均匀分布和降低中心偏析。