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电磁连铸对镁合金凝固和偏析的影响

对电磁连铸AZ31镁合金的宏观组织,以及溶质元素在铸锭截面上的分布规律进行了工业化(生产)规模的实验研究.结果表明:合适与匹配的连铸工艺和电磁场处理可使镁铸坯晶粒组织细化.在拉速8 cm/min和表观直流电流40 A的电磁场条件下,φ162 mm圆坯的AZ31镁合金宏观凝固组织细化为均匀的等轴晶组织.同时,铸坯中溶质元素的偏析明显改善.以Zn,Mn元素为例,其平均偏析度分别比普通连铸下降73%和67%.

关键词: 镁合金 , 电磁连铸 , 宏观组织 , 成分偏析

磁场凝固法制备过共晶MnBi/Bi磁性功能复合材料

王晖 , 任忠鸣 , 李伟轩 , 徐匡迪 , 黄晖 , 王秋良 , 严陆光

功能材料

Bi-Mn过共晶合金分别从3个不同状态凝固,合金中MnBi析出相均在磁场作用下以晶体的c轴平行磁场取向,形成规则排列组织,并且所得材料的剩磁都具有明显的各向异性.合金从低于355℃的固液两相区凝固时,铁磁性MnBi析出相在1.0T磁场中迅速形成均布的织构组织,并能在无磁场条件下保持稳定,材料无需热处理就有很好的剩磁性能.因此,磁场凝固技术能够高效率地、直接制备出性能优良的MnBi/Bi磁性功能复合材料.

关键词: 功能复合材料 , 强磁场 , 凝固 , 过共晶合金 , MnBi析出相 , 磁性能

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

连续定向凝固技术研究

安金敏 , 任忠鸣 , 李伟轩 , 钟云波 , 雷作胜 , 邓康

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2005.06.005

在自行设计的竖直热型连铸机上,进行了连续定向凝固实验和温度测定,对其中传热和凝固过程进行了数值模拟,考察了主要工艺参数对锡铸锭表面质量和内部组织的影响,以及固液界面形状的变化规律.结果表明:型温、拉速、冷却水量等工艺参数主要是通过影响固液界面的位置、形状来影响铸锭表面和内部质量的,在本实验条件下,型温在244～248℃、拉速在1.25～2.20×10-4m/s、冷却水量在252～377L/m2·s之间时,才能获得表面光亮,内部为完整定向凝固组织的铸坯;当铸型温度高于242℃,拉速在1.25×10-4～3.4×10-4m/s之间时,形成较平的固液界面,得到定向凝固的铸锭组织;获得了固液界面形状与主要工艺参数间的关系式.

关键词: 定向凝固 , 竖直热型连铸 , 温度场 , 数值模拟 , 锡锭表面质量 , 晶体组织

电磁连铸AZ31镁合金的组织、性能和偏析

李伟轩 , 张世斌 , 邓康 , 王业双 , 徐河 , 任忠鸣

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.06.001

针对镁合金的加工性能问题, 采用电磁连铸和普通连铸方法进行了AZ31镁合金的连铸实验研究, 对有、无电磁场作用下的铸坯凝固宏观、微观组织和力学性能、成分偏析进行了对比分析, 并通过试样断口的扫描, 分析镁合金的断裂机制. 结果表明: 与普通连铸相比, 电磁连铸的镁合金组织细小、均匀, 树枝晶破碎, 可实现全等轴晶化; 铸坯力学性能(尤其是塑性性能)有显著提高, 抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高17%, 50%和81%, 且断口形貌呈现韧性断裂特征; 铸坯中的成分偏析下降73%(Zn)和67%(Mn).

关键词: 镁合金 , 电磁连铸 , 凝固组织 , 力学性能 , 成分偏析

电磁脱氧-电磁连铸法生产高性能无氧铜

邓康 , 任忠鸣 , 雷作胜 , 李伟轩 , 钱俏鹂 , 徐明

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.02.026

提出一种在国内企业现有装备基础上生产高性能无氧铜的电磁脱氧-电磁连铸的方法,并完成工业试验和批量生产.结果显示,采用多级电磁搅拌方式,可实现大尺度、高性能无氧铜材料的非真空、低成本、连续性生产,并在材料组织和物理、机械性能方面优于目前生产的同类材料.电磁搅拌系统及工艺的优化是实现铜液脱氧的关键.连铸电磁场、结晶器、电磁参数与铸造工艺的匹配和优化,对铸坯组织、性能、质量有重要影响.

关键词: 无氧铜 , 电磁脱氧 , 电磁搅拌 , 电磁连铸

Al-18%Si合金在梯度强磁场中凝固时初生硅的行为

冉新天 , 任忠鸣 , 邓康 , 李喜 , 李伟轩

中国有色金属学报

研究了Al-18%Si合金在10 T梯度强磁场下加热至半固态和全熔态后的凝固过程,观察了初生硅的分布和形态,测定了其冷却曲线.结果表明:在磁场的磁感应强度和磁场梯度的乘积Bz·dBz/dz为正时,初生硅向上部聚集;而在Bz·dBz/dz为负时,初生硅向下部聚集;在强磁场下,加热至全熔态冷却下来的凝固组织中初晶硅的形态发生了明显的改变,由板片状转变为块状,初晶硅显著细化.对强磁场细化初晶硅的机制进行了探讨.

关键词: 梯度磁场 , Al-18％Si合金 , 磁场力 , 凝固