张楠
,
赵倩
,
房灿峰
,
韩彦博
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郭建设
,
侯晓光
,
邢清源
,
张兴国
中国有色金属学报
测试分析新型电磁搅拌器内螺旋磁场和旋转磁场的磁感应强度、分布和作用规律,研究螺旋磁场对Pb-80％Sn过共晶合金凝固组织影响的作用机理,并与无磁场和旋转磁场条件下合金凝固组织的形貌特征及成分分布进行对比分析.结果表明:螺旋磁场相比于旋转磁场可以在铸锭内部更大区域内形成均匀搅拌,更易于破碎和细化枝晶组织,既能促进椭球或球状晶的生成,又能更好地改善宏观偏析;在频率一定的情况下,初生相晶粒尺寸随着励磁电流的增大而减小；当励磁电流为125 A时,旋转磁场和螺旋磁场细化晶粒的效果最好；继续增大电流,晶粒产生粗化；螺旋磁场可基本消除成分偏析,并在较小励磁电流(100A)下达到采用旋转磁场(125A)时的最佳搅拌效果.
关键词:
Pb-80％Sn过共晶合金
,
成分偏析
,
螺旋磁场
,
旋转磁场
冯朝辉
,
王少华
,
胡兴华
,
龚澎
,
杨守杰
,
陆政
,
汝继刚
,
张兴国
,
戴圣龙
机械工程材料
研究了第二级时效工艺对7050铝合金厚板拉伸性能、断裂韧度及电导率的影响，并采用透射电镜及扫描电镜分析其强韧化机理。结果表明：该合金厚板在双级时效的第一级时效条件相同时，随第二级时效温度的升高或时效时间的延长，合金中沉淀相的尺寸和间距增大，合金强度下降，断裂韧度和抗应力腐蚀能力提高，切变和穿晶韧窝混合型断裂方式中的韧窝特征愈加突出，且时效温度对性能的影响较时间明显；在120℃×4 h+165℃×28 h双级时效工艺下合金具有优异的综合性能。
关键词:
7050铝合金厚板
,
双级时效
,
显微组织
,
性能
,
沉淀相
李新涛
,
李廷举
,
张兴国
,
周文龙
,
殷国茂
,
谭建昌
,
郑龙
,
宋蕊丽
,
高林汉
稀有金属材料与工程
探索了用水平连铸的方法制备BFe30-1-1铜合金空心管坯的技术,在实验室成功制备了φ83 mm×20 mm空心管坯.对管坯的表面质量,凝固组织及力学性能进行了分析.结果表明,采用合适的熔铸工艺参数,可以用水平连铸的方法制备BFe30-1-1铜合金空心管坯.
关键词:
水平连铸
,
铜合金
,
空心管坯
王同敏
,
姚山
,
张兴国
,
金俊泽
,
M Wu
,
A Ludwig
,
B Pustal
,
A Bührig-Polaczek
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.06.005
基于Eulerian-Eulerian方法和体积元平均技术,建立了模拟等轴球晶凝固过程的液、固、气三相流模型.液、固两相处理成相互分离、相互扩散的介质,气相与液、固两相只存在热量及动量的相互作用,三相(凝固前)作为自由流体共享一个统一的压力场.分别求解三相的质量、动量、溶质、热焓守恒方程;相间的热量交换和摩擦拖拽以及液/固界面上的溶质再分配和凝固潜热释放,通过定义对应守恒方程的源项和交换项而加以考虑;另外,单独求解一个晶粒密度守恒方程.晶粒的形核生长(相变)也加以模型化并体现在对应的源项中,模型中所用的密度定义为溶质与温度的函数,因此可综合考虑热溶质对流、晶粒运动及凝固收缩所引起的补缩流动.凝固过程的体积收缩及补缩流动将体现在气/液自由表面的波动上.
关键词:
热溶质对流
,
补缩流
,
晶粒运动
,
三相流
,
数值建模
邢清源
,
孟令刚
,
邓亮
,
杨洪硕
,
甄立玲
,
刘红伟
,
房灿峰
,
樊建勋
,
张兴国
稀有金属材料与工程
研究了不同电源功率、拉坯速率和冷却水量等参数以及微量Sc元素对5356铝合金组织和性能的影响.结果表明,在电源功率10 kW,拉坯速率8 cm/min,冷却水量1.7 m3/h的工艺条件下,5356铝合金具有最优的表面和内部质量以及综合力学性能,抗拉强度、伸长率分别可达310.0 MPa和16.3％,且铸锭表面无明显铸造缺陷,边部组织基本为等轴晶,心部组织呈破碎枝晶形态,第二相分布均匀.5356铝合金合理的均匀化处理工艺参数为440℃,30h,空冷,均匀化处理后合金元素Mg的微观偏析基本消除,在晶界连续分布的Al8Mg5相明显回溶.微量的Sc元素显著提高5356铝合金的强度和塑性.实验证明,5356Al+0.4％Sc(质量分数)合金晶粒明显细化,第二相数量减少,抗拉强度和伸长率达330.0 MPa和29.0％,分别提高6.5％和77.9％.
关键词:
5356铝合金
,
电磁连铸
,
显微组织
,
Sc元素
赵倩
,
张兴国
,
张环月
,
邓亮
,
郭建设
,
侯晓光
,
房灿峰
稀有金属材料与工程
通过数值模拟和实验研究,分析了施加不同励磁电流螺旋磁场时Pb-Sn合金的凝固过程.结果表明:随着励磁电流的增加,冷却速率逐渐降低,熔体内的温度梯度变小,促进晶粒等轴化;轴向分力使熔体沿轴向的环流增强,初生β相趋于弥散分布,宏观偏析基本消除.但大电流产生强烈的搅拌,增加了晶粒之间摩擦与碰撞几率,晶粒聚集程度提高,强烈的感应加热也延缓熔体的冷却速度,导致晶粒粗化.在频率为10 Hz条件下,适宜的励磁电流是100～125 A.
关键词:
ProCAST软件
,
螺旋磁场
,
宏观偏析
,
温度场
李乃朴
,
孟令刚
,
房灿峰
,
朱琼
,
吴友芳
,
彭鹏
,
张兴国
材料科学与工艺
通过挤压后再轧制的方法制备AZ61镁合金板材，利用动态再结晶产生局部剪切变形减弱挤压形成的{0002}基面织构，可以有效提高板材的塑性成形能力，对比分析了直接轧制75％变形量与挤轧复合轧制60％变形量的AZ61电磁半连铸镁合金板材，结果表明，两种工艺方法所得到的板材力学性能相近，前者抗拉强度σb=300MPa，屈服强度σ0.2=230MPa，延伸率δ＝8．0％，后者σb=295MPa，σ0.2=245 MPa，δ=8．2％，因此，可以通过挤轧复合的工艺方法利用较小的轧制变形量（60％）制备出与较大轧制变形量（75％）性能相近的镁合金板材。
关键词:
电磁连铸
,
基面织构
,
动态再结晶
,
挤轧复合
朱琼
,
房灿峰
,
李乃朴
,
孟今刚
,
王宇
,
吴友芳
,
张兴国
稀有金属材料与工程
通过金相、扫描电镜、电子探针和力学性能测试等方法研究了稀土元素Gd和Nd对AZ80镁合金铸态和挤压态组织和力学性能的影响.结果表明,适当添加稀土元素可以使AZ80镁合金的铸态树枝晶基本消失,晶界处层片状Mg17Al12相增多.均匀化后晶粒尺寸明显减小.合金经挤压后均发生了动态再结晶,动态析出的β相沿着再结晶晶粒的晶界分布.加入2％RE(Gd,Nd)后,析出相阻碍再结晶晶粒长大和粒子激发形核再结晶共同作用起到了细晶强化的效果,且高硬质Al2Gd和Al2Nd相能有效阻碍位错运动从而大幅度提高了合金的屈服强度.随着RE(Gd,Nd)含量的增多,β相析出减少,稀土相颗粒变大,弱化了动态再结晶效果,导致应力集中,强度下降.当加入2％RE(Gd,Nd)时其抗拉强度最大,综合性能较好.
关键词:
AZ80镁合金
,
Gd
,
Nd
,
动态再结晶
,
动态析出
张涛
,
张兴国
,
张环月
,
贾非
,
张伟
,
井上明久
,
马月娇
稀有金属材料与工程
提出了一种适合于非晶合金铸坯连续生产的复合铸型连续铸造法并据此建立了一套水平连铸装置.采用拉停循环的间歇式拉坯方式成功连铸出直径10 mm长度60 cm的Zr基非晶合金棒材.金相、XRD、DSC等分析结果表明该方法制备的非晶合金有很好的非晶性.还基于非晶合金形成的CCT曲线,探讨了复合铸型连续铸造法形成非晶合金的冷却过程.该方法可用于非晶合金棒材工业化生产,并能降低生产成本,促进非晶合金研究的发展和应用.
关键词:
非晶合金
,
连续铸造
,
过冷液体
