韩志强李金玺杨文赵海东柳百成
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00313
基于挤压铸造过程微观孔洞的形成机理, 建立了模拟铝合金挤压铸造过程微观孔洞的数学模型. 该模型考虑了传热、凝固收缩、补缩流动、压力传递、氢(H)的再分配等因素, 通过计算凝固收缩导致的补缩流动与压力降低, 以及挤压过程的压力传递, 获得挤压铸造过程糊状区的压力分布, 结合微观孔洞形成条件及H的守恒方程, 计算微观孔洞的体积分数. 对不同工艺条件下铝合金挤压铸造微观孔洞进行了模拟计算, 计算结果与实验结果基本吻合. 计算结果还表明, 适当提高模具温度和挤压压力有利于减少微观孔洞缺陷.
关键词:
铝合金
,
squeeze casting
,
microporosity
,
modeling and simulation
赵海东
,
吴朝忠
,
李元元
,
大中逸雄
金属学报
基于枝晶间流动的Darcy定律, 考虑了凝固过程氢的宏观扩散与传输, 建立了耦合氢宏观偏析的铝合金铸件微观孔洞形成的数学模型, 并进行了实时熔炼的Al-4.5%Cu(质量分数)铸件的垂直向上凝固实验, 铸件微观组织和孔洞的分析结果表明: 铸件沿着高度方向包括了柱状晶、柱状晶向等轴晶转变(CET)和等轴晶3个区域; 柱状晶区域内微观孔洞体积分数存在递减的分布规律, 且邻近底部冷模的试样微观孔洞体积分数最大．采用所建立的模型对实验铸件微观孔洞形成进行了模拟, 模拟结果与实验结果吻合较好; 而当忽略氢宏观偏析时, 模拟结果与实验结果存在较大误差．研究表明, 氢的宏观偏析对微观孔洞的形核与分布具有重要影响．
关键词:
微观孔洞
,
modelling
,
Al-Cu casting
,
Hydrogen macrosegregation
曹腊梅
,
刘丽君
,
陈晶阳
,
薛明
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.06.001
采用OM,SEM以及EPMA等手段对比研究了不同热等静压温度对第三代单晶高温合金DD10组织的影响.结果表明:在150MPa压力条件下,1290℃热等静压即可使第三代单晶高温合金DD10中的显微疏松完全闭合；随热等静压温度的升高,共晶体积分数逐渐减少,热等静压温度达到1310℃及以上温度,共晶完全溶于基体.在1340℃/150MPa热等静压后,合金中出现局部初熔.热等静压后DD10单晶高温合金的γ'相立方度提高,不同热等静压温度对γ'相的形貌影响基本相同.热等静压降低了DD10单晶高温合金的枝晶偏析,并且热等静压温度越高,枝晶偏析改善越明显.
关键词:
DD10
,
热等静压
,
温度
,
显微疏松
,
共晶
,
枝晶偏析
李相伟
,
王莉
,
刘心刚
,
王苏程
,
楼琅洪
材料研究学报
采用高分辨透射x射线三维成像技术研究了传统高速凝固法(HRS)和液态金属冷却法(LMC)两种工艺制备的镍基单晶高温合金DD33中显微孔洞的三维尺寸信息,结果表明:与HRS相比,LMC工艺降低一次枝晶间距,增加共晶体积分数,使最后凝固阶段枝晶间的空隙尺寸变大,压降降低,最终降低了铸态孔的尺寸及体积分数.固溶处理后用两种工艺制备的合金中显微孔洞的体积分数都有所增加,但是用LMC工艺制备的合金中较细的枝晶和较低的偏析程度,使合金中固溶孔的体积分数显著低于用HRS工艺制备的合金.
关键词:
金属材料
,
单晶高温合金
,
显微孔洞
,
LMC
,
高分辨透射X射线三维成像技术
万谦
,
赵海东
,
邹纯
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00553
基于高精度三维X射线断层扫描技术,对实际ADC12铝合金压铸件试样内部的微观孔洞进行了观察,测量和计算了孔洞的体积、表面积、圆整度等特征参数,分析了微观孔洞体积的总体特征.根据孔洞的三维形貌和特征参数,对气孔、气缩孔和缩孔3类微观孔洞的体积、圆整度和压力进行了分析与对比,探讨了各类孔洞的形成机制.研究表明,气孔、气缩孔和缩孔空间形貌复杂性增加,而圆整度和压力下降,气缩孔具有最大的平均体积,缩孔具有最小的平均体积.使用统计方法对微观孔洞的体积进行了分析,结果表明,微观孔洞的体积符合三参数对数正态分布,其拟合程度优于二参数对数正态分布.
关键词:
铝合金
,
压铸
,
微观孔洞
,
三维X射线断层扫描
李正扬
,
朱鸣芳
,
戴挺
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00128
利用元胞自动机(cellular automaton,CA)方法,建立了模拟枝晶和显微气孔的二维数值模型.该模型基于凝固过程中显微气孔的形成机理,考虑了枝晶和气孔的形核与生长、溶质和H的再分配与扩散、界面曲率效应等因素.模拟结果可描述气孔与枝晶组织的耦合竞争生长、以及溶质和H的微观偏析.应用该模型对Al-7％Si(质量分数)合金在凝固过程中显微气孔的形成进行了模拟研究,分析了初始H含量和冷却速率对显微气孔形成的影响,将模拟结果与实验结果进行了比较.结果表明:随初始H含量增加,气孔体积分数增大,气孔形核和开始生长所需要的时间缩短.随冷却速率降低,气孔体积分数和最大半径均增大,气孔在较高的温度下开始形核和生长.气孔之间以及气孔和枝晶之间存在竞争生长.
关键词:
铝合金
,
数值模拟
,
凝固
,
显微气孔
,
元胞自动机
