为从理论上弄清近液相线半连续铸造过程中铝合金半固态组织形成的基本规律和机制,研究了浇注温度、铸造速度和冷却强度等工艺参数对6061合金初生α相演变的影响,根据金相检测和多尺度计算机模拟结果,分析了近球形α相的形成机理.实验发现,在浇注温度为657℃、铸造速度为150 mm/min、冷却水流量为0.05 m3/min时可获得具有细小、分布均匀的近球形初生α相的6061半固态合金.理论分析和计算机模拟表明:晶粒周围浓度场的叠加将提高固/液界面的稳定性和晶粒在各个方向上生长的均匀性,促进近球形初生α相的形成;铸造工艺参数通过影响熔体内的形核率和长大速率决定最终的微观组织形貌特征;控制近液相线半连续铸造工艺参数可使熔体中的形核和长大过程达到合理匹配,从而获得优质的半固态浆料.
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