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旋转磁场对高硅铝合金凝固过程中相组织演变的影响

李甫 , 钟云波 , 龙琼 , 王江 , 郑天祥 , 王怀 , 陈旭 , 雷作胜 , 任维丽 , 任忠鸣

研究旋转磁场的励磁电流和旋转频率对高硅铝合金凝固组织的影响，并利用高速摄像机、SEM和EDS对高硅铝合金中硅相及其他金属间化合物形貌的演变进行分析。结果表明，旋转磁场可以抑制高硅铝合金的宏观偏析，细化初晶硅颗粒，形成类共晶组织；随着励磁电流和旋转频率的增大，初晶硅转变方式为长棒状-块状-大块块状团簇，共晶硅转变方式为长针状-蠕虫状-针状；旋转磁场还可以改善Al 2 Cu相和Al-Si-Fe相的形貌，使其依附甚至包覆在Si相周围生长，抑制合金熔体中Si相的长大，有助于改善合金的力学性能。

关键词: 高硅铝合金 , 旋转磁场 , 励磁电流 , 旋转频率 , 相组织

旋流水口对小方坯连铸结晶器流场影响的水模拟研究

贾洪海 , 于湛 , 雷作胜 , 邓康 , 陈家昶 , 华文杰 , 任忠鸣

金属学报

在小方坯连铸水口中段安置电磁搅拌器，使水口旋转出流以降低注流钢水的冲击深度并形成上升回流，保证小方坯（特钢）连铸中液面融渣和凝固坯壳及成分的均匀性。本文通过在连铸水口的水力学模型内安置的旋流叶轮来模拟水口电磁搅拌的作用，使模型实验中水口出流呈螺旋状流态，并在此基础上，用超声波多普勒测速仪定量测量结晶器模型内液流的垂直及水平速度，以此检验水口电磁搅拌的效果，分析有效的工艺参数。结果表明，旋流式水口有利于改善结晶器内的流场，有效降低冲击深度，增大液流向弯月面区域的回流和热流上传，使液面形成水平环流，提高了液面的活跃程度，并增强钢水表面融渣的效果。

关键词: 小方坯 , Continuous casting , Swirling flow nozzle , Magnetic stirring , Water simulation

电磁净化中间包内流场的数值模拟

赵利荣 , 王赟 , 钟云波 , 王贺利 , 王保军 , 雷作胜 , 任维丽

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2008.06.010

采用数值模拟的方法对电磁净化中间包内钢液的流动特征进行了模拟研究.结果表明:旋转室内的钢液在电磁力作用下产生水平旋转流动,促进了夹杂物的碰撞、聚合及上浮;旋转室的旋转切向出流以一定角度进入分配室内,所形成的偏流引起钢液流动的非对称性,易在分配室内形成水平环流状流动特征.分配室内设置T形坝控流装置可减轻流场结构的非对称性,分配室内的流动更为均匀.

关键词: 连铸中间包 , 电磁净化 , 流场 , 数值模拟

电磁净化中间包中钢液流场及传输行为的水模拟研究

赵利荣 , 王保军 , 钟云波 , 王贺利 , 王赟 , 雷作胜 , 任维丽

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2009.01.011

采用水模试验,通过流场示踪技术得到电磁净化中间包中的钢液流场形貌,并对圆形腔不同钢液转速下中间包中钢液停留时间曲线进行了测定分析.结果显示,电磁净化中间包的流场比传统中间包的流场复杂:在圆形腔中,旋转运动抑制了大包水口至矩形腔的短路流,而在矩形腔中形成水平环流,从而延长钢液在中间包的平均停留时间,死区减小,电磁净化中间包的上述流场结构及传输行为对钢液中的非金属夹杂物去除非常有利.

关键词: 电磁净化中间包 , 流场 , RTD曲线 , 传输特性 , 水模拟

静磁场复合直流电流作用下Al-Zn合金凝固时的相迁移

阳祥富 , 钟云波 , 傅小明 , 王江 , 任忠鸣 , 黄靖文 , 雷作胜

稀有金属材料与工程

在Al-10%Zn合金液凝固时,向熔体中施加恒定直流电流的同时施加了一个与电流方向平行的稳恒磁场,考察了在磁场作用下合金中α-Al相颗粒的迁移行为.实验结果表明:在同时施加静磁场时,合金凝固时析出的α-Al相颗粒可以在100～101 A/cm2的电流密度下向阴极发生迁移,而单独施加磁场或施加电流不能使相颗粒迁移;当施加的电流密度一定时,α-Al相的偏移率随着磁感应强度的增大而增大;当磁感应强度一定时,α-Al相的偏移率随着电流密度增大而增大.理论分析表明,电子流经相颗粒时形成的不对称涡旋流动导致了α-Al相颗粒向阴极的定向迁移.

关键词: 静磁场 , 直流电流 , 相迁移 , 涡旋流动

液态金属流速的测量技术

于湛 , 雷作胜 , 贾洪海 , 金小礼 , 任忠鸣 , 邓康 , 钟云波

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2007.02.012

液态金属的非透明性和相对较高的温度,给流速的测量带来了众多困难.为此介绍了几种液态金属的流速测量技术,分析了各种流速测量技术的特点,为在研究和实验中正确地选择和使用合适的测量设备提供依据和参考.

关键词: 液态金属 , 流速测量 , 测速方法 , 技术进展

旋流水口对小方坯连铸结晶器流场影响的水模拟

贾洪海 , 于湛 , 雷作胜 , 邓康 , 陈家昶 , 华文杰 , 任忠鸣

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.03.023

通过在连铸水口的水力学模型内安置的旋流叶轮模拟了水口电磁搅拌的作用,使模型实验中水口出流呈螺旋状流态.用超声波Doppler测速仪定量测量结晶器模型内液流的垂直及水平速度,检验水口电磁搅拌的效果,分析有效的工艺参数.结果表明,旋流式水口有利于改善结晶器内的流场,有效降低冲击深度,增大液流向弯月面区域的回流和热流上传,使液面形成水平环流,提高了液面的活跃程度,增强钢水表面融渣的效果.

关键词: 小方坯 , 连铸 , 旋流水口 , 电磁搅拌 , 水模拟实验

射流型磁场排布方式控制结晶器内液流的实验研究

王寅 , 张振强 , 于湛 , 贾皓 , 邓康 , 雷作胜 , 任忠鸣

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00215

以水银为介质,通过物理模拟实验考察射流型磁场排布方式对中厚板坯连铸结晶器内流场的控制.采用超声波Doppler 测速仪测量有、无磁场下的结晶器内液态金属流速,研究磁场排布和强度对水口出流、结晶器内流动、液面流动、结晶器窄面模壁的冲刷作用等的影响.实验显示,射流型磁场排布方式使水口出流流速受到比通常磁场排布方式更强的抑制作用,使其在撞击结晶器窄壁前发生分散,可使上环流流速增强,下环流减弱直至消失,直接形成活塞流形式；同时,还改善了弯月面处流动情况.相比于工业生产中的全幅一段电磁制动技术,射流型磁体排布方式的电磁制动在水口出流、液面处流动方面具有更强的制动作用.

关键词: 连铸 , 结晶器 , 电磁制动 , 物理模拟 , 射流型磁场排布方式

薄带双辊连铸水口电磁制动的实验模拟

李启胜 , 邓康 , 雷作胜 , 李伟轩 , 任忠鸣

金属学报

为控制薄带双辊连铸结晶器内金属液面的波动，本文提出水口电磁制动设想。通过在水口区域施加稳恒磁场与直流电流，减缓水口金属液对双辊熔池的冲击。文中对熔池液面的波动情况进行了物理模拟。实验观测了有无电磁制动及不同水口浸入深度等条件下，熔池液面的波动情况，并测量了水口金属液冲击力的相对变化。结果显示，随输入电流增大，水口出流动量减小，双辊结晶器内液面波动幅度和频率降低，熔池液面趋于平稳。这表明水口电磁制动可望有效抑制熔池液面波动，为解决薄带双辊连铸结晶器内金属液的布流和流动控制问题，提供一种可选择的方法。

关键词: 金属薄带 , continuous casting with twin rolls , nozzle , electromagnetic braking , level fluctuat

强磁场中电沉积Ni-P合金的研究

贾晶 , 钟云波 , 汪超 , 雷作胜 , 任维丽 , 任忠鸣

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2009.04.003

在电沉积镍磷合金薄膜的过程中施加与电流方向垂直的强磁场,研究了不同磁感应强度对电沉积Ni-P合金薄膜的微观形貌、组织结构和耐腐蚀性能的影响.结果表明:在电沉积过程中施加强磁场可以提高镀层中的磷含量.从SEM照片中观察到随着磁感应强度的增加,非晶团簇尺寸逐渐变小.通过XRD图谱分析可知Ni-P合金镀层是由非晶态结构和晶态结构的混晶组成,随着磁感应强度的增大,镀层中的镍<111>择优取向增大,电化学分析结果表明镀层的自腐蚀电位也逐渐提高,表明耐腐蚀性能逐渐提高.

关键词: Ni-P镀层 , 强磁场 , 电沉积 , 薄膜 , 耐蚀性

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