王同敏
,
李廷举
,
曹志强
,
金俊泽
,
T.Grimmig
,
A.Buhrig-Polaczek
,
M.Wu
,
A.Ludwig
金属学报
利用等轴球晶三相凝固模型模拟了A356铝合金半固态浆料冷却斜槽法制备过程,
研究了晶粒密度、尺寸及固相分数的分布与工艺参数的关系. 结果表明, 在
斜槽浇注处晶粒形核密度最大, 在斜槽末端晶粒尺寸、固相分数最大, 在铸型
中这三者的最终分布大致均匀. 适当降低浇注温度有助于提高斜槽上形核密度
和固相分数及降低晶粒尺寸. 此外, 还模拟了热溶质对流及补缩流在Al-4%Cu
(质量分数)合金等轴球晶凝固过程所起的作用, 以及晶粒运动及补缩流对合金
自由表面和宏观偏析形成的影响. 结果表明, 凝固初期热对流及补缩流为主导,
凝固中期热溶质对流为主导, 凝固后期补缩流为主导; 晶粒运动受阻程度直接
影响自由表面形状, 补缩流考虑与否导致完全不同的宏观偏析图. 实验测
得晶粒尺寸与模拟结果分布较相似, 但其绝对值存在较大差异.
关键词:
半固态
,
macrosegregation
,
free surface
王同敏
,
李廷举
,
曹志强
,
金俊泽
,
T Grimmig A
,
Bührig-Polaczek
,
M Wu
,
A Ludwig
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.06.006
利用等轴球晶三相凝固模型模拟了A356铝合金半固态浆料冷却斜槽法制备过程,研究了晶粒密度、尺寸及固相分数的分布与工艺参数的关系.结果表明,在斜槽浇注处晶粒形核密度最大,在斜槽末端晶粒尺寸、固相分数最大,在铸型中这三者的最终分布大致均匀.适当降低浇注温度有助于提高斜槽上形核密度和固相分数及降低晶粒尺寸.此外,还模拟了热溶质对流及补缩流在Al-4%Cu(质量分数)合金等轴球晶凝固过程所起的作用,以及晶粒运动及补缩流对合金自由表面和宏观偏析形成的影响.结果表明,凝固初期热对流及补缩流为主导,凝固中期热溶质对流为主导,凝固后期补缩流为主导;晶粒运动受阻程度直接影响自由表面形状,补缩流考虑与否导致完全不同的宏观偏析图.实验测得晶粒尺寸与模拟结果分布较相似,但其绝对值存在较大差异.
关键词:
半固态
,
宏观偏析
,
自由表面
,
三相流
,
数值模拟
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
王晓东
,
李廷举
,
金俊泽
,
于艳
,
刘俊江
,
徐海澄
,
陈依雯
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2001.06.004
利用低熔点Sn+3.5wt%Pb合金模拟钢的凝固末端电磁搅拌的实验条件,研究了电磁驱动力对铸坯凝固进程的影响.研究表明:在电磁驱动力作用下,半固态区存在一个边界层,边界层表征电磁驱动力作用的极限区域,边界层以内熔体的流速随着搅拌器线圈电流的增大而增大,电磁场对边界层以外的熔体影响不大;电磁搅拌驱动力使固-液界面或边界层向外推移,铸坯凝固坯壳变薄;电磁搅拌力对半固态的金属熔体具有熔蚀、冲刷作用,阻碍柱状晶生长,使凝固壳生长均匀,且内表面光滑无突起.
关键词:
电磁场
,
金属凝固
,
电磁搅拌
,
液体金属流动
李新涛
,
赵建强
,
宁绍斌
,
李廷举
,
李喜孟
,
金俊泽
,
殷国茂
稀有金属材料与工程
研究了水平连铸过程中在保温炉内施加功率超声熔体处理对Al-1%Si合金凝固过程的影响.结果表明:施加功率超声后,合金凝固曲线第1个拐点左移,斜率发生了变化,且随着超声功率的增加,合金的结晶温度升高,当超声功率为1000W时,结晶温度提高了33℃;同时,施加了功率超声后,保温炉内金属液温度分布均匀性随着超声功率的增加得到了显著的改善;金相分析表明,当超声功率为1000W时,铸坯凝固组织得到了细化,同时晶粒尺寸更加均匀;此外,施加功率超声处理后铸坯表面质量得到了提高.
关键词:
功率超声
,
水平连铸
,
Al-1％Si合金
,
凝固过程
李新涛
,
赵建强
,
宁绍斌
,
李廷举
,
李喜孟
,
金俊泽
,
殷国茂
稀有金属材料与工程
研究了水平连铸过程中在保温炉内施加功率超声熔体处理对Al-1%Si合金凝固过程的影响.结果表明:施加功率超声后,合金凝固曲线第1个拐点左移,斜率发生了变化,且随着超声功率的增加,合金的结晶温度升高,当超声功率为1000W时,结晶温度提高了33℃;同时,施加了功率超声后,保温炉内金属液温度分布均匀性随着超声功率的增加得到了显著的改善;金相分析表明,当超声功率为1000W时,铸坯凝固组织得到了细化,同时晶粒尺寸更加均匀;此外,施加功率超声处理后铸坯表面质量得到了提高.
关键词:
功率超声
,
水平连铸
,
Al-1％Si合金
,
凝固过程
曹志强
,
张兴国
,
金俊泽
,
贾非
,
郝海
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.03.004
采用电磁铸造技术铸造了易拉罐用5182变形铝合金,采用光学显微镜和扫描电镜分析了其显微组织,而且对其进行了均匀化处理和对比实验.结果表明,电磁铸造锭有更加良好的内部组织和优良的力学性能,电磁铸造试样的硬度大约是普通连续铸造试样的两倍,疲劳性能是普通连续铸造铸锭的3倍,电磁铸造铸锭还有良好的耐磨性.电磁铸造锭的优良性能得宜于电磁搅拌的作用使整个铸锭获得均匀细小的晶粒组织.电磁铸造技术是一种无模铸造技术,它依靠电磁力约束液体金属成型,液体金属不与铸模接触,铸锭表面光滑如镜;相反,普通连续铸造锭表面因存在振动痕和亚表面偏析等铸造缺陷,力学性能大大降低.
关键词:
电磁铸造
,
显微组织
,
5182铝合金
,
力学性能
贾非
,
金俊泽
中国有色金属学报
基于边界条件替换法建立了铝合金连续铸造喷水冷却过程的换热系数计算模型.采用实验测量铸锭冷却过程的表面温度和温度场数值计算相结合的方法,确定了铸锭表面温度为100～500 ℃和喷水密度为11.3～27.8 L/(m*min)时的换热系数,结果表明在不同的表面温度区间内,换热系数随着喷水密度增加而增大;当喷水密度相同时,随着铸锭表面温度升高,换热系数迅速降低.
关键词:
连续铸造
,
铝合金
,
冷却/凝固控制
,
换热系数
张涛
,
张兴国
,
张伟
,
郝海
,
金俊泽
功能材料
采用放电等离子烧结的方法制备出Fe67Co9.5Nd3Dy0.5B20大块非晶合金,且具有很好的非晶性能.用DTA热分析得到合金的第一次晶化结束温度为650℃.在650℃下保温10min退火热处理后,合金出现了较好硬磁性,合金的最大磁能积达61kJ/m3,粉末颗粒的大小对合金的磁性能影响不大.Nd1.1Fe4B4相的析出也对矫顽力有一定影响.
关键词:
放电等离子烧结
,
大块非晶合金
,
晶化
,
磁性能
,
各向同性
李新涛
,
高学鹏
,
李廷举
,
李喜孟
,
金俊泽
,
殷国茂
稀有金属材料与工程
研究了Al-1%Si合金水平连铸过程中施加功率超声对铸坯凝固组织的影响,并对其机理进行了探讨.实验结果表明,随着超声波功率的提高,铸坯凝固组织得到了细化,同时Si元素晶界偏析得到了抑制.理论分析认为当功率超声频率为22.3 kHz时,能够发生空化效应的最大空化泡半径为1.02×10-4 m,且随着超声功率的增加,空化泡数量增多.空化泡崩溃时产生局部高温高压,从而导致晶粒细化,改善了Si元素的分布情况.
关键词:
连铸
,
功率超声
,
Al-1％Si合金
,
晶粒细化
