材料期刊网

气雾化制备非平衡态铝合金粉末冷却速度的计算

何世文 , 刘咏 , 郭晟

稀有金属材料与工程

依据对流换热原理,对超音速气体雾化非平衡态铝合金粉末的冷却速度进行了理论计算.获得了一个较简单的理论计算公式,其表达式为|dTd/dt|=12/p·Cp·(Td-Tf)·kg/d2.根据理论公式,氩气和氦气雾化制备铝合金粉的冷却速度分别为104～107和105～108K、s,其结果与前期科研者的计算结果相符,且计算公式更简化.对于氩气雾化制各Al-NiCe-Fe-Cu合金而言,获得非晶态粉末其临界冷却速度为3.74×109K/S.通过测定合金晶态粉末的二次枝晶臂间距,并利用冷却速度和枝晶臂间距之间的经验关系,验算了合金粉末的冷却速度.其结果与理论计算相吻合.

关键词: 气雾化 , 冷却速度 , 铝合金 , 非晶 , 二次枝晶

结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响

严青松 , 余欢 , 芦刚 , 熊博文 , 卢百平 , 邹勋

中国有色金属学报

通过测试与分析不同结晶压力下真空差压铸造ZL114A铝合金的二次枝晶间距，研究结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响；并建立真空差压铸造ZL114A铝合金二次枝晶间距与结晶压力和壁厚的关系。结果表明，结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距影响显著，对于相同壁厚的试样，随着结晶压力的增大，铝合金二次枝晶间距减小；在同一结晶压力下，随着壁厚的减小，铝合金二次枝晶间距减小；结晶压力小于350 kPa时，壁厚对二次枝晶间距影响较大；结晶压力大于350 kPa时，结晶压力对二次枝晶间距影响较大。

关键词: 铝合金 , 真空差压铸造 , 结晶压力 , 二次枝晶间距 , 壁厚

BP Neural Network of Continuous Casting Technological Parameters and Secondary Dendrite Arm Spacing of Spring Steel

钢铁研究学报(英文版)

关键词: BP神经网络模型 , 二次枝晶臂间距 , 工艺参数 , 弹簧钢 , 连铸 , 工艺技术参数 , 偏析行为 , 冷却速度

TiN析出相对中碳Cr-Mo耐磨钢凝固组织的影响^*

郭文营 , 胡小强 , 马晓平 , 李殿中

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00532

借助热力学理论计算, 设计了固液两相区保温凝固和连续冷却凝固实验, 采用OM, SEM, EDS和EPMA等方法, 研究了中碳Cr-Mo耐磨钢中TiN的析出行为及其对凝固组织的影响. 结果表明, 随着Ti, N含量的增加, TiN在固液两相区的析出温度逐渐升高. 当钢中Ti的质量分数为0.090%, N为0.014%时, TiN直接在液相区析出. 在液固两相区内不同温度保温并水淬凝固后, TiN主要分布于凝固组织的粗大枝晶间、枝晶前沿和剩余液相区域的等轴晶晶界处. 此外, 少量TiN分布在粗大枝晶和等轴晶内. 在连续冷却凝固过程中, TiN析出相的形成温度是影响凝固组织粗细的主要因素. 随着Ti含量的增加, TiN析出相的形成温度升高, 钢液实际凝固温度增高, 凝固区间增大, 局部凝固时间延长, 凝固组织的二次枝晶臂间距不断增大; 当Ti的质量分数超过0.066%后, TiN析出相的形成温度与液相线接近或高于液相线, 钢液实际凝固温度变化不大, 二次枝晶臂间距趋于稳定.

关键词: 耐磨钢 , TiN析出相 , 凝固组织 , 二次枝晶臂间距

电渣重熔全过程的数学模型开发及过程模拟研究

李青 , 王资兴 , 谢树元

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00386

基于多物理场耦合计算,结合电渣重熔(ESR)工艺,开发了应用于ESR全过程数值模拟的数学模型。模型涵盖了熔炼过程的电磁场、流动、传热、熔化及凝固多个物理过程,给出了熔炼过程温度及液相体积分数分布、熔池及糊状区形状尺寸等过程控制所相关的特征信息。利用铸锭温度分布历史,该模型可以计算与铸锭质量密切关联的多种凝固参数信息。该模型可以实现对未知ESR过程的稳态模拟预测,也可以针对实际过程进行熔炼全程(包括模冷阶段)的瞬态模拟分析。模型计算的熔池形状及深度与剖锭分析的结果接近,预测的二次枝晶臂间距分布与枝晶组织分析照片相符合。本模型可应用于过程分析及优化,并为新产品和工艺研发提供重要的技术支撑。

关键词: 电渣重熔 , 数值模拟 , 多物理场 , 二次枝晶间距

Al-7Si-Mg合金凝固过程形核模型建立及枝晶生长过程数值模拟

陈瑞 , 许庆彦 , 吴勤芳 , 郭会廷 , 柳百成

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00560

针对铝合金砂型铸造较低冷速特点,通过实测和分析不同凝固条件下的冷却曲线,建立了适用于铝合金形核密度随最大形核过冷度呈指数性变化的形核函数.通过与Pandat软件热力学、动力学、平衡相图数据库相耦合,并利用空间坐标变化等算法,建立了适用于三元铝合金二维、三维枝晶生长的CA模型.在该模型中,同时考虑了溶质扩散、成分过冷、曲率过冷、晶体择优取向以及不同组元之间相互作用等重要因素的影响.利用建立的形核和生长模型,模拟了Al-7Si-0.36Mg合金在不同凝固条件下的二维枝晶演化及形貌特征,描述了溶质组元的分布特征以及定量地预测了二次枝晶臂间距的变化,并与实验结果进行了对比.三维枝晶的模拟结果有效反映了枝晶空间结构复杂性和多样性,并与实验结果吻合良好.

关键词: 三元铝合金 , 形核模型 , 元胞自动机 , 枝晶生长 , 二次枝晶臂间距

TiN析出相对中碳Cr-Mo耐磨钢凝固组织的影响

郭文营 , 胡小强 , 马晓平 , 李殿中

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00532

借助热力学理论计算,设计了固液两相区保温凝固和连续冷却凝固实验,采用OM,SEM,EDS和EPMA等方法,研究了中碳Cr-Mo耐磨钢中TiN的析出行为及其对凝固组织的影响.结果表明,随着Ti,N含量的增加,TiN在固液两相区的析出温度逐渐升高.当钢中Ti的质量分数为0.090％,N为0.014％时,TiN直接在液相区析出.在液固两相区内不同温度保温并水淬凝固后,TiN主要分布于凝固组织的粗大枝晶间、枝晶前沿和剩余液相区域的等轴晶晶界处.此外,少量TiN分布在粗大枝晶和等轴晶内.在连续冷却凝固过程中,TiN析出相的形成温度是影响凝固组织粗细的主要因素.随着Ti含量的增加,TiN析出相的形成温度升高,钢液实际凝固温度增高,凝固区间增大,局部凝固时间延长,凝固组织的二次枝晶臂间距不断增大;当Ti的质量分数超过0.066％后,TiN析出相的形成温度与液相线接近或高于液相线,钢液实际凝固温度变化不大,二次枝晶臂间距趋于稳定.

关键词: 耐磨钢 , TiN析出相 , 凝固组织 , 二次枝晶臂间距

超声功率-凝固压力协同作用对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响

严青松 , 芦刚 , 李成 , 沈加利

中国有色金属学报

通过测试与分析不同超声功率与凝固压力下真空差压铸造ZL114A铝合金的二次枝晶间距,研究超声功率与凝固压力协同作用对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响,建立真空差压铸造ZL114A铝合金二次枝晶间距与超声功率及凝固压力的关系.结果表明:在超声功率和凝固压力协同作用下,超声效应与凝固压力挤渗效应共同影响真空差压铸造铝合金二次枝晶间距;在超声功率600W与凝固压力350 kPa协同作用下,真空差压铸造铝合金二次枝晶间距最小;当凝固压力小于300 kPa时,超声功率对铝合金二次枝晶间距影响较大;当凝固压力大于300kPa时,凝固压力对真空差压铸造ZL114A铝合金二次枝晶间距影响较大.

关键词: 铝合金 , 二次枝晶间距 , 超声功率 , 凝固压力 , 真空差压铸造