壁厚效应对砂型铸造ZA27合金组织与性能的影响

通过对不同壁厚的ZA27合金铸件在砂型铸造条件下凝固过程的观察，研究探讨了壁厚效应对砂型铸造ZA27合金组织、键全度和机械性能的影响。实验结果表明，随壁厚的加大，铸件键全度降低，由分散性缩孔趋向于集中性缩孔，显微组织有粗化趋势，机械性能降低；但随工艺因素的改变，壁厚效应可消除或消弱，在砂型铸造时严格控制其工艺参数，在壁厚小于60mm范围内均可获得优质铸件。     

锌铝合金铸造性能的研究

作者对高铝铸造锌合金ZA27(Z_n-27Al)和ZA12(Z_n-12Al)的铸造性能进行了系统的研究,并与具有优良铸造性能的铝硅合金,ZL102进行了对比.试验结果表明,ZA12锌铝合金具有和ZL102铝硅合金相似的优良铸造性能,ZA27锌铝合金也具有较好的铸造性能,但它具有较大的热裂、缩孔和缩松倾向,特别是在较厚壁砂型铸件中,易产生下部收缩现象,试验认为,这是由于ZA27合金结晶温度范围、较宽,凝固时富铝相和富铜相产生比重偏析的结果.     

复合变质剂对ZA27合金组织和性能的影响

研究了复合变质剂对ZA27合金组织、力学性能、耐磨性和阻尼性能的影响。结果表明，加入复合变质剂能细化晶粒，显微组织由粗大的树枝状变成细小化朵状，组成相分布均匀、弥散；抗拉强度提高10％，延伸率提高47％；摩擦系数降低23．9％，磨损率降低45．9％；变质处理还能提高ZA27合金的阻尼性能，经变质处理后的试样内耗提高50％，发现ZA27合金为发挥其阻尼作用，在频率高于60Hz时，效果明显，且经变质后的试样强迫振动衰减效果比未变质的试样强。     

ZA27合金凝固过程两相流数值模拟

ZA27合金的凝固特性为典型的糊状凝固并具有比重偏析，为研究比重偏析，本文建立了两相流凝固模型。用Phoenics软件在三维柱坐标系中建模，用有限差分法离散。浓度场模拟结果表明铸件中铝元素有明显的成分偏析，与试验结果基本吻合。该凝固模型能较好地解决凝固过程中固液两相的对流问题，较好地模拟比重偏析现象。     

稀土变质处理高锰钢的质量稳定性

针对国内稀土高锰钢铸件的生产条件和工艺水平的特点,从高锰钢合金成份对其凝固特性、组织变化的影响出发;结合稀土变质处理,对由此产生的性能“效应”,提出在实际生产环境下稳定稀土变质工艺的基本条件和作用机制。通过讨论期盼高锰钢铸件的稀土变质处理技术能日臻完善,并得以广泛推广。     

ZA27合金的稳态阻尼及其拟合

研究了固溶化处理的ZA27合金在自然时效稳定后的低频阻尼，根据有关的内耗理论，得到了ZA27合金稳态阻尼的线性拟合表达式，利用该式可以预测ZA27合金的阻尼大小和行为，并揭示ZA27合金的阻尼机理，研究结果表明，在实验条件下，ZA27合金具有较高的阻尼性能，阻尼的大小与频率相关，与振幅无关，并随温度的升高单调增大，这是一种线性可逆滞弹性弛豫的动态滞后过程；ZA27合金的阻尼是热激活弛豫过程，是多个弛豫过程叠加的结果。     

ZA—27耐磨合金的悬浮铸造

ZA—27合金铸件很容易产生底缩。根据黑色金属中应用的悬浮铸造的作用原理,我们探讨了悬浮铸造对ZA—27合金中存在的比重偏析和底缩、以及对合金组织及性能的影响.结果表明,悬浮铸造可显著降低铸件各部位的密度差,减轻甚至消除底缩.悬浮铸造使合金的枝晶组织细化,冲击韧性提高40％,耐磨性提高了11—13％。     

浇注温度对AlSi7Mg合金显微组织的影响

研究了不同的烧注温度对铸造AlSi7Mg合金凝固组织的影响。实验表明：当浇注湿度接近液相线温度时,AlSi7Mg合金中的初生α－Al凝固成球状或粒状,晶粒细小,分布均匀;获得球状或粒状AlSi7Mg合金半固态坯料的最佳浇注温度为615℃;在接近液相线温度下浇注,较快的合金溶体冷却速度、浇注引起的合金溶体流动和大范围的同时凝固促使AlSi7Mg合金形成球状或粒状的初生α－Al组织。     

硼、钛对半固态ZA27组织演变的影响

采用铝钛中间合金和硼盐联合使用对 ZA2 7合金进行变质处理 ,并加热到液 -固相区不同温度 ,采用不同时间进行等温热处理 ,以观察所获得的 ZA2 7合金半固态组织的演变规律 .结果表明 :经过变质处理后的合金在液 -固相区 46 0℃和 470℃保温 30～ 6 0 min可以获得较好的球化的半固态组织 ,其中在 46 0℃保温 6 0 min时球化效果最好     

镶铸件一维温度场的数值模拟研究及应用

本论文应用凝固数值模拟技术,结合温度场测试实验和现场试浇,较详细研究了镶铸件凝固过程中,温度场分布和双金属界面附近温度的变化规律及镶铸比(IP)、浇注温度和镶块预热温度对它们的影响,试图为镶铸工艺的制定提供理论依据。     

连续铸造稳态温度场非物理边界条件的确定

建立了描述连续铸造过程的温度场模型,用外推法得出凝固金属在结晶器出口侧的非物理边界条件模型,使稳态温度场的计算精确高效.利用该温度场模型及非物理边界条件模型计算了Al-Cu合金在半连续铸造过程中的稳态温度场,并以此确定的介观温度场作为液固相变模拟的条件,用多尺度计算技术模拟了Al-10%Cu合金在不同浇注温度时的凝固组织,得到了晶粒形貌和分布合理的微观组织.对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与实验吻合.研究表明:该温度场模型及非物理边界条件模型适于稳态连续铸造过程的模拟,并可为金属凝固组织的多尺度模拟提供正确的温度场数据.     

直浇道电磁搅拌对连铸坯凝固组织影响

中缩和偏析缺陷对铸坯质量有很大的影响，在直浇道外施加电磁搅拌可以明显地改善连铸坯的凝固组织，并提高连铸坯的质量。选用低熔点Sn-3.55Pb合金浇注试样，用实验方法研究直浇道电磁搅拌对铸坯凝固 组织的影响，并用数值模拟作为辅助手段分析了影响因素。实验证明：施加直浇道电磁搅拌后，铸坯的晶粒细化，等轴晶区扩大，柱状晶区减小；在降低过热度的情况下，施加电磁 搅拌，可避免直浇道堵塞，保证浇注顺利进行，而且铸坯的凝固组织更加细小；在直浇道外施加电磁搅拌，不仅改变了金属液的流动形态，而且提高了浇道内的最低温度，使浇道内的温度分布均匀。     

微量元素La,Sb,Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响

研究了微量元素La，Sb，Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响，四种元素分别单独加入。结果表明：在本实验条件下，四种元素加入适量时，均不同程度细化合金显微组织。La加入量在小于0.1%时，提高ZA27合金的抗拉强度，而对合金的延伸率影响不大，略有降低；Sb显著提高合金的抗拉强度，但降低延伸率；Ti加入后抗拉强度和延伸率均有提高；Mn在加入量为1%时，合金性能较好。     

ZA-27合金半固态电磁等温搅拌实验研究

研究电磁搅拌下合金在等温搅拌制度下初生相的演变过程和机理。结果表明：搅拌强度、固相体积分数的搅拌时间对控制合金斗固态浆料初生相的形态和分布有重要影响，获得的半固态搅拌试样的力学性能与经变质处理的结果相近。     

熔模铸造双相不锈钢铸件缺陷分析及解决措施

针对铸件容易产生的充型不完整和产生气孔的缺陷,采用熔模铸造法试制双相不锈钢铸件.结果表明,通过控制金属液出炉温度和模壳温度并在铸件凝固时强化冷却,能防止上述缺陷的产生.应用试制工艺生产的铸件外观质量良好.     

熔剂法制备SiC_p/ZA27复合材料的工艺和性能研究

针对液态搅拌法制备ＳｉＣｐ／ＺＡ２７复合材料,研制出高效复合熔剂,用它处理ＳｉＣ颗粒表面,以改变颗粒表面物理结构和化学特性,引起反应润湿,造成熔体的成分起伏并优化结晶条件,从而一气完成改善润湿、变质精炼和活性吸附金相分析表明：宏观上制得的复合材料组织致密、颗粒分布均匀且界面结合良好;微观上颗粒处于晶内,呈现颗粒吞没机制就凝固特性,复合材料宏观上仍以糊状方式凝固,但在颗粒微区内,凝固方式从颗粒表层至熔体中心由中间凝固,甚至逐层凝固,向糊状凝固方式过渡通过比较试验,分析并获得了最优熔剂处理工艺和最优液态搅拌工艺经凝固过程固液界面行为分析证实,控制合适的熔剂层厚度和配比能够实现颗粒吞没机制,使颗粒处于晶内,此时颗粒分布均匀、组织致密、界面结合强,制得的复合材料的常温抗拉强度约为３１０～３６０ＭＰａ,延伸率约处于０．５％～１．５％     

热处理工艺对铝硅合金共晶硅粒化的影响

以扫描电镜为主要手段研究了Sr变质的共晶硅在不同的固溶热处理过程中的形态变化，并对共晶硅粒化中的若干现象及其机理进行了分析与探讨．结果表明，固溶处理温度、保温时间以及由变质状态决定的硅相铸态结构对共晶硅的粒化过程和效果有重要影响，将变质处理与适当的热处理工艺相配合，有利于提高铝硅铸造合金热处理的质量和生产效率．     

大型铸钢托轮的铸造

论述了大型铸钢托轮顺序凝固原则的确定、浇注位置和分型面的选择、冒口浇注系统和砂芯的设计,指出了制芯的操作要点。成功地铸造出了优质铸件。