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
薛冠霞
,
王同敏
,
苏彦庆
,
蔡少武
,
许菁菁
,
李军
,
郭景杰
,
李廷举
稀有金属材料与工程
模拟研究了TiAl合金感应凝壳熔炼过程的热场和流场分布,探讨了安培匝、电源频率以及坩埚与感应线圈的相对位置等电磁参数对热及流场分布的影响规律,模拟模型通过实验测得的磁感强度以及搅拌驼峰高度进行了有效验证,并对模拟结果进行了详细的分析讨论.
关键词:
感应凝壳熔炼
,
模拟
,
搅拌驼峰
,
热场
,
流场
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
伏洪旺
,
陈宗宁
,
王同敏
,
徐军
,
朱晶
,
李婧
,
武立
材料导报
TiB2/Al复合材料在结构、耐磨、航空航天领域有着广阔的应用前景.然而,不同制备工艺制备的材料在微观结构和性能方面都存在不同,其对应的生成机制也不尽相同.概述了不同工艺制备TiB2颗粒的生成机制.由于混合盐反应法具有易操作、低成本、易连续化生产等特性,因此重点探讨了其反应机理及存在的问题.针对增强相TiB2颗粒微小表面自由能大、容易聚集形成链条状、造成材料的脆性等缺点,给出了几种改善工艺.
关键词:
铸造
,
金属基复合材料
,
颗粒增强
,
显微组织
,
热分析
王中原
,
何杰
,
杨柏俊
,
江鸿翔
,
赵九洲
,
王同敏
,
郝红日
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00056
在Zr-Ce二元稳态难混溶合金的基础上添加Co-Cu二元亚稳态难混溶合金, 设计了四元(ZraCeb)(1-x)(CocCud)x复合难混溶合金. 通过热力学计算了Cu和Co在两分离液相中的分配系数, 并利用OM, SEM, EDS, XRD和DTA等方法研究了相形成和组织演变的机制. 结果表明, 单一均匀的(ZraCeb)(1-x)(CocCud)x合金熔体在凝固过程中发生液相分离, Co和Cu元素分别分布在富Zr和富Ce液相中, 最终形成富Zr-Co和富Ce-Cu两液相. 在快速凝固条件下, 四元合金液-液分离形成的富Zr-Co和富Ce-Cu两液相分别发生玻璃转变, 形成锆基和铈基两非晶相. 实验研究与热力学分析相结合, 揭示了Co与Cu原子比例和Co-Cu合金添加量以及冷却速率对双非晶相形成的影响, 探索了由难混溶合金制备相分离非晶合金的方法. 当Co与Cu原子比及添加量分别为4∶1和38.5%时, 在熔体旋甩快速冷却条件下可以获得双相非晶合金.
关键词:
液-液相分离,
,
Zr-Ce难混溶合金,
,
快速凝固,
,
相分离非晶合金,
,
微观组织
王中原
,
何杰
,
杨柏俊
,
江鸿翔
,
赵九洲
,
王同敏
,
郝红日
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00056
在Zr-Ce二元稳态难混溶合金的基础上添加Co-Cu二元亚稳态难混溶合金,设计了四元(ZrCeb)(1-x)(Cocud)x复合难混溶合金.通过热力学计算了Cu和Co在两分离液相中的分配系数,并利用OM,SEM,EDS,XRD和DTA等方法研究了相形成和组织演变的机制.结果表明,单一均匀的(ZraCeb)(1-x)(CocCud)x合金熔体在凝固过程中发生液相分离,Co和Cu元素分别分布在富Zr和富Ce液相中,最终形成富Zr-Co和富Ce-Cu两液相.在快速凝固条件下,四元合金液-液分离形成的富Zr-Co和富Ce-Cu两液相分别发生玻璃转变,形成锆基和铈基两非晶相.实验研究与热力学分析相结合,揭示了Co与Cu原子比例和Co-Cu合金添加量以及冷却速率对双非晶相形成的影响,探索了由难混溶合金制备相分离非晶合金的方法.当Co与Cu原子比及添加量分别为4∶1和38.5％时,在熔体旋甩快速冷却条件下可以获得双相非晶合金.
关键词:
液-液相分离
,
Zr-Ce难混溶合金
,
快速凝固
,
相分离非晶合金
,
微观组织
孙金玲
,
接金川
,
邹清川
,
郭丽娟
,
曹志强
,
王同敏
,
李廷举
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64464-3
为提高硼的去除率，研究了电磁感应精炼过程中硼杂质在 CaO?SiO2?BaO?CaF2四元渣和熔硅之间的分配系数 LB，讨论了四元渣系中 CaO/SiO2质量比、BaO 和 CaF2含量、熔炼时间对 LB 的影响规律。结果表明：随着 CaO?SiO2渣中 BaO 和 CaF2含量的增大，LB 值增大。当 CaO/SiO2质量比为1.1：1、BaO 和 CaF2含量分别为15%和20%时，CaO?SiO2?BaO?CaF2四元渣去除熔硅中硼杂质效果最好，LB 达到最大值6.94，并且 LB 随着熔炼时间的延长而增大。经过两次造渣后，熔硅中硼含量由3.5×10?5降到3.7×10?6，硼的去除率达到89.4%。
关键词:
冶金级硅
,
除硼
,
CaO-SiO2-BaO-CaF2
闫光远
,
毛丰
,
陈飞
,
吴伟
,
曹志强
,
王同敏
,
李廷举
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64184-5
采用直接冷却铸造法制备6009/7050复层板坯。通过对该板坯先后进行均匀化退火、热轧和 T6热处理，研究其对复层板坯组织和性能的影响。研究结果表明，铸态下该复层板坯的平均扩散层厚度约为400μm，扩散层厚度是由锌、铜、镁和硅的互扩散决定的。拉伸试验表明，复层板坯实现了良好的冶金复合，因为均匀化后的拉伸试样全部在较软的6009合金侧发生断裂。经过均匀化退火加热轧处理，平均扩散层厚度降低到100μm，同时7050合金侧的网状结构转变为分散的块状相。再经过 T6热处理后，平均扩散层厚度增加为200μm，并且7050合金侧和6009合金侧的维式硬度均有明显地提高。经过热轧和 T6热处理后，6009/7050复层铸坯的层状结构被保留下来。
关键词:
7050 合金
,
复层板坯
,
直接冷却铸造
,
热处理
,
热轧
曹志强
,
康纪龙
,
李廷举
,
王同敏
功能材料
研究了铅黄铜在无磁场、低频交变电磁场下水平连铸得到的铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及合金元素Pb的分布,并对其机理进行了分析。试验结果表明,在铅黄铜水平连铸的过程中施加低频交变电磁场能有效地细化晶粒及影响合金元素在横截面上的分布,并且电磁场有效地抑制了在常规水平连铸过程中出现的铸坯横截面上中下部位组织分布不均匀的现象。表现在铸坯横截面的凝固组织由上方主要为细小柱状晶、下方为粗大柱状晶变为均为细小的等轴晶,铸锭上部凝固滞后的现象消除;合金元素Pb的宏观偏析得到抑制,并且电流为30Hz、100A的组织优于30Hz、80A的组织。
关键词:
铅黄铜
,
电磁场
,
水平连铸
,
凝固组织
,
宏观偏析
