复合铸锭包覆铸造的数值模拟

建立了一个用来描述4045/3003复合铸锭包覆铸造过程的数学模型,对包覆铸造过程中的流场和温度场进行了数值计算,重点针对铸造速度对流场、温度场的影响规律,并将计算结果和实验测温结果进行了对比.结果表明,适当提高铸造速度有利于两种合金的复合,但是铸造速度过大时,导致芯材支撑层厚度太薄、温度太高,以致复合界面处发生重熔,复合失败,为保证包覆铸造过程的顺利进行,较为合理的铸造速度应为100mm/min.计算结果和实验测温结果存在良好的对应关系,微观组织表明两种合金的结合是一种冶金结合,模拟结果可有效预测界面复合成功与否,对进一步优化包覆铸造工艺方案提供科学指导.     

7050合金电流均匀化过程中的温度分布

研究了电流、风机频率、冷却水和辅助加热对7050合金均匀化过程中温度场分布的影响.结果表明:单纯施加电流时,试样心部及表面温度分布十分不均匀.电流为1500A时,试样中心点处温度只能达到402℃.在电流加热过程中采用吹风方式,心部与表面温差为79℃.采用辅助加热后,心部与表面温差小于±5℃.利用ANSYS建立的温度场数学模型,预测电流为16000A、尺寸为100mm×200mm×2000mm试样的中心点心部温度为324℃,心部与表面温差为1℃.在铝合金均匀化过程中,施加1000A电流,可有效促进晶界残余相的溶解.     

铸造速度和混合稀土对Al-23%Si合金组织和性能的影响

研究了半连续铸造过程中不同铸造速度及铈镧混合稀土对Al-23%Si合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:当铸造速度从100 mm/min提高到250 mm/min时,Al-23%Si合金初晶硅的偏析现象得到有效改善,铸锭从内部到外部初晶硅的分布都较为均匀,初晶硅的平均尺寸从71.4μm下降到40.9μm,同时减轻了共晶硅的偏析.加入0.5%的铈镧混合稀土后,Al-23%Si合金的共晶组织产生了明显变化,稀土元素细化了合金的共晶组织,并使共晶硅相由层片状转变为短杆状.提高铸造速度和添加混合稀土可提高合金硬度和抗拉强度.     

低频电磁铸造过程中温度场的形成机理

通过理论解析研究了电磁场引起铸造过程中温度场改变的原因,并通过在铸造过程中连续测温的方法进行了实验验证.结果表明,低频电磁铸造对温度场产生影响的主要原因是低频电磁场引起熔体强制对流.强制对流对熔体产生强烈的搅拌作用,促进了熔体内部的热交换,加强了熔体与结晶器壁(石墨环)以及熔体和固液界面的传热,使熔体温度场非常均匀,接近于同一温度.研究还发现,低频电磁铸造过程对浇注温度不敏感,改变浇注温度,结晶器内熔体温度变化不大.     

半固态ZL116合金挤压成形与显微组织

采用电子显微镜、卧式挤压机及电子拉伸机,研究了ZL116合金近液相线铸造的铸态显微组织,进行了触变挤压成形实验,测试了成形件的力学性能.结果表明:用近液相线半连续铸造法可以制备出具有蔷薇状组织的ZL116合金半固态坯料,当在575℃进行二次加热时,有大量细小、分布均匀的硅颗粒出现,有利于合金的半固态成形;利用800 T卧式挤压机,触变挤压飞机用的合金支架,热处理后抗拉强度Rm值达320 MPa,断后伸长率A达到11.4%.     

半固态ZL201合金触变强度与变形参数的相关性

采用Gleeble1500热模拟机,研究了半固态ZL201铝合金的压缩变形过程以及不同应变速率、变形量及变形温度对触变强度的影响.研究结果表明:当应变速率相同时,变形温度越高,ZL201合金半固态试样的触变强度越低.当变形温度相同时,在较低应变速率下(.ε5s-1),随着应变速率的增大,触变强度又有减小的趋势.结果可为半固态成形工艺参数制定提供基础数据.     

铝合金凝固晶粒尺寸的人工神经网络研究

建立了强脉冲电磁场作用下铝合金凝固组织晶粒尺寸的人工神经网络BP算法模型。用该模型进行的模拟结果和实验数据吻合得较好。研究表明，用这一方法可对脉冲电磁场作用下的凝固组织晶粒尺寸进行预测，为优化实验设计提供了简便实用的方法和手段。     

软测量技术在铸锭裂纹预报中的应用

针对在铸锭成型过程中无法对裂纹的发展趋势进行在线预报的问题,以铝合金电磁半连续铸造为研究对象,采用软测量技术,通过选取可以直接在线测量的辅助变量,建立了一种基于多层前馈神经网络的裂纹软测量模型.该模型的输出为量化后的裂纹值,从而间接地在线测量了铸锭的裂纹量化值,并对裂纹的发展趋势进行了预报.仿真与实验结果表明:该模型的裂纹预报值和实际值吻合得较好,预报值能很好地反映实际裂纹的倾向,从而使得裂纹的在线预报与在线控制成为可能.     

超塑变形中的晶粒尺寸效应

分析了晶粒尺寸在各种机制中对总变形的影响;晶粒尺寸不同时材料变形的微观特征;晶粒尺寸对晶界滑移速率的影响。讨论了超塑变形中的区间转变;定量表达了晶粒尺寸和变形温度对区间转变应变速率的影响;进而提出临界晶粒尺寸及临界变形温度的新概念及表达式。并以Al-Zn-Mg合金对以上理论分析进行了验证。     

小角X射线散射确定δ‘相与基体之间的相界特征

应用小角Ｘ射线技术研究二元Ａｌ－２．７０％Ｌｉ合金４６３Ｋ回火１６ｈ及６９ｈ４ δ相析出，确定了δ相五基体之间界面层的厚度分别为５．６４ｎｍ及８．５４ｎｍ。