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离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流动物理模拟

隋艳伟 , 李邦盛 , 刘爱辉 , 郭景杰 , 傅恒志

稀有金属材料与工程

采用相似物理模拟法,研究了离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流体体积的变化规律,并与大断面充型流动进行了对比.结果表明:随着补缩时间和旋转速度的增加,补缩过程中渗流流体体积增大;同时随着流体粘度和多孔介质孔眼数的减小,补缩过程中渗流流体体积也相应增大;当铸型顺时针旋转时,浇道左侧相对于右侧,先进行补缩渗流;补缩过程中渗流流动与大断面宏观充型流动相比,在相同时间内,渗流流体体积减少.

关键词: 离心铸造 , 钛合金 , 补缩 , 物理模拟

旋转电磁场作用下金属凝固补缩机理探讨

王晓东 , 李廷举 , 金俊泽

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2001.11.001

研究了金属熔体在旋转电磁场作用下的凝固过程.据金属凝固理论和磁流体力学分析,电磁搅拌力引起的动量对流对补缩的促进作用并不大.旋转电磁场阻碍中心疏松、缩孔形成的机制为:电磁力引起的动量对流增强了熔体的热、质传输过程,使熔体温度分布更趋均匀,温度梯度减小,使心部熔体的固相率更趋一致且在短时内增至特征固相分数,且凝固末期熔体的凝固速率增大,使心部熔体在短时内凝固,从而避免了中心疏松、缩孔的形成.

关键词: 旋转电磁场(REMF) , 电磁搅拌 , 补缩 , 金属凝固

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

隋艳伟 , 李邦盛 , 刘爱辉 , 郭景杰 , 傅恒志

稀有金属材料与工程

对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则.研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365.

关键词: 离心铸造 , 钛合金 , 补缩 , 流量 , 相似准则

超声铸造工具杆端面对铝合金显微疏松的影响

张明 , 李晓谦 , 黎正华 , 许显华

材料科学与工艺

通过对工具杆端面的优化,研究了3种不同端面的工具杆在不同功率下对7050铝合金铸锭中显微疏松形成的影响。实验结果表明:球端面工具杆的作用范围和强度都比较大,距铸锭表面60 mm处显微疏松百分比减少了52.7%;虽然圆锥端面工具杆的作用范围最大,但其声强效果最弱,衰减最快,抑制显微疏松形成的效果最差;平端面工具杆的轴向声强最大,且有明显的声流现象,抑制中心显微疏松形成的效果最好,中心显微疏松的百分比减小了63.5%.超声振动能够同时促进液体补缩和降低氢含量,从而可以根本上减少显微疏松的形成.此外,工具杆下方的"声流效应"显著,其对促进液体补缩抑制中心疏松的形成起了积极作用.

关键词: 显微疏松 , 工具杆 , 超声振动 , 除气 , 补缩

VAR法熔炼钛合金补缩过程温度变化规律研究

赵小花 , 何龙 , 王玮东 , 罗文忠 , 杜建超 , 付宝全

钛工业进展

真空自耗电弧熔炼(VAR)法是目前熔炼钛及钛合金的主要方法,其中补缩阶段工艺参数对冒口大小及铸锭成品率具有重要影响.采用ANSYS有限元分析软件,研究分析了VAR法熔炼钛合金补缩过程中的温度分布.结果表明:与补缩前相比,补缩阶段辐射散热对于坩埚内热量分布影响增大;补缩前糊状区径向温度梯度远大于轴向;采用直线降电流方式进行补缩,凝固速率较快,不利于成分均匀;采用阶梯降电流方式进行补缩,熔池温度变化缓慢,有利于杂质溶解上浮和成分均匀;工艺参数对冒口形成的影响表现为熔速增大,冒口较大,熔炼电流增大,形成的冒口也较大.

关键词: 钛合金 , VAR , 补缩 , 工艺参数 , 数值模拟

ZA27合金准固相区流变行为及其对上引连铸补缩质量的影响

朱跃峰 , 曾大本 , 黄惠松 , 吴德海

金属学报

通过研究ZA27合金准固相区的流变行为建立了合金在不同温区的流变模型.结果表明,在385-390℃和400-430℃,合金的流变模型分别为六元件和五元件模型,并据此推导出合金的流变本构方程.六元件模型为:[H_1‖S_1]-[H_2‖N_1]-[N_2‖S]五元件模型为:H_1-[H_2‖N_1]‖N_1]-[N_2‖S]根据试验结果计算出各个温度下合金的流变参数,结合合金相图及DTA曲线,确定合金凝固过程中的质量补缩与枝晶补缩停止温度分别为420℃和390℃,为ZA27合金的铸造工艺设计及凝固过程分析提供了重要依据.最后分析讨论了上引连铸ZA27合金的补缩条件,提出了满足铸坯补缩要求的上引连铸稳定工作条件.

关键词: ZA27合金 , feeding , null , null , null

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