电磁场作用下的镁电解槽流场分析

镁电解槽流场的分布和优化是镁电解槽大型化的关键问题。以计算流体力学(CFD)为手段,研究了在电磁场作用下的镁电解槽流场分布,得到了120 kA镁电解槽内部流场的分布。电解质主循环是由电解室到集镁室,它将在电解室生成的液态镁输送到集镁室进行收集;在后墙附近存在有副循环,其对后墙和阳极有冲刷作用,会造成后墙和阳极的损坏。分析了电解槽内各种电解质循环对液态镁的输送效果,认为在电解槽中线处平行于电极表面的电解质输运循环是最优循环;同时在后墙处,阴极顶部存在有垂直于电极表面的有害循环,并计算得到电解槽中最大的速度出现在电解室内的隔墙表面处,最大值为0.164 m/s。     

电磁场作用下半固态ZL201合金显微组织特征

利用电磁场对合金熔体的搅拌或振荡作用,研究了交流电磁场作用下的ZL201铝合金半固态流变浆料组织·结果表明,交流电磁场对ZL201铝合金显微组织有显著的细化作用,在液相线温度(650℃)附近,电磁场作用下的流变浆料组织为细小的近球形晶粒,优于不加电磁场的浆料组织,适用于半固态成形·交流电磁场所引起的熔体强制对流,使处于强烈温度起伏条件下的初生枝晶二次臂机械断裂或根部熔断,这是结晶核心增加,组织细化的原因·     

近液相线半连续铸造中凝固组织的多尺度模拟

建立了描述连续铸造过程的温度场模型及相变模型,通过固相率变化将宏观和介观尺度上的模拟耦合起来.利用外推边界条件对Al-Cu合金在近液相线半连续铸造过程的稳态温度场进行了计算;根据连续铸造特点,提出了用液/固相变区域中元胞的平均过冷度作为形核计算的基本参数,避免了铸件中心区域的多余形核问题.对Al-(3.5~10)%Cu合金、铸造速度为2.0 mm/s的液相线铸造的凝固组织进行了模拟,并且ZL201合金的模拟结果与实验吻合.计算表明:合金成分对半固态合金组织的形成有较大影响,当合金质量分数在(8~10)%时可获得晶粒大小和分布良好的合金组织.     

半固态触变力的上限解

采用上界理论解法,求解半固态A356铝合金触变成形力·假定变形体为质点连续分布的刚塑性材料,设定连续函数速度场,将变形区分为圆盘和圆环两个塑性区、一个圆环刚性区等三个区,计算结果表明,触变成形力为82298kN,与实测结果在误差允许范围内拟合良好;变形力与变形区的尺寸有很大关系,当侧壁及下部圆盘愈厚时,变形力愈小;反之,变形力愈大     

外加电磁场对半连续铸造7075铝合金宏观偏析规律的影响

研究了外加电磁场在直径200mm7075铝合金圆锭半连续铸造过程中对合金元素宏观偏析规律的影响·分别在100～600A和10～100Hz范围内调节感应线圈中交变电流的强度和频率,通过电磁铸造工艺制得7075铝合金圆锭·采用化学分析的方法测定合金元素沿铸锭半径方向的分布情况·结果表明,采用电磁铸造工艺能够有效抑制宏观偏析;在保持线圈电流强度不变的情况下,电磁场频率的改变显著地影响了合金元素的分布情况,其中频率为30Hz时消除宏观偏析的效果最佳·     

ZL201合金半固态二次加热时的组织演变

利用理论计算与实际观测等手段,研究了采用近液相线方法铸造的ZL201合金坯料在进行二次加热时,α晶粒形貌演变和长大的规律.结果表明,半固态二次加热时,α晶粒形态的整个演变过程可以分为三个阶段:第一阶段为共晶组织的熔化阶段;第二阶段为α晶粒的球化阶段;第三阶段为理论液固成分的平衡阶段.在第一、二阶段α晶粒以合并方式长大;第三阶段α晶粒按Ostwald模型长大.二次加热温度影响组织演化进程,而保温时间决定α晶粒球化效果.在较高的温度下进行二次加热,能够在较短的保温时间内得到适合于触变成形的均匀细小的近球形组织.     

盐湖钾镁资源高效与可持续开发利用关键技术

我国是钾资源稀缺国，钾是国家16种稀缺元素之一，钾肥对外依存度曾高达70％以上，极大影响了国家农业生产的安全。如何提高钾肥自给率，关系到农业发展命脉乃至国计民生。     

铝合金触变压缩变形行为研究

采用Gleeble3800热模拟试验机,对NLC法制备的三种铝合金进行触变压缩变形行为研究,考虑热膨胀因素对流动应力的影响,对真应力-应变曲线数据进行修正.结果表明:其真应力-应变曲线均为动态再结晶型,随着变形量的增加,流动应力出现急剧下降,主要是由于外力作用下固体骨架迅速坍塌以及液相被挤出到试样表面.触变强度受变形温度、应变速率、变形量和材料初始强度的影响较大,而稳态应力仅受材料初始强度的影响较大.峰值应变值在0.06左右,稳态应变值在0.2～0.3之间.在实验设备设计与控制上保障了数据的可靠性,为建立半固态合金的本构关系奠定了基础.     

半固态ZL201合金的重熔加热合金组织

采用电子显微镜及图像分析仪,系统研究了近液相线铸造ZL201合金在二次加热过程中的组织演变·结果表明:ZL201铝合金半固态坯料在620～630℃保温5～10min,能够获得适用于半固态成形的触变组织,此时,晶粒平均等积圆直径为43 8μm,晶粒平均圆度为1 87·近液相线半连续铸造可以获得理想的ZL201合金半固态坯料·     

镁合金半固态制浆新工艺

研究了AZ91D镁合金在不同浇铸温度下组织的对比,以及稍低于液相线的近液相线铸造时静置时间和不同冷却能力铸模对铸态组织形貌的影响·结果表明,浇铸温度高于液相线时,降低浇铸温度有利于减轻镁合金的组织疏松,但组织粗大,此趋势持续到液相线上沿;而在稍低于液相线浇铸时,组织明显细化,有蔷薇化趋势,不再有高于液相线铸造时的显微气孔·在稍低于液相线温度时,适当静置有利于组织细化,一定程度上的枝晶熔断促进了蔷薇化,但不显著,静置时间过长,晶粒又有长大趋势,且出现个别异常长大枝晶·冷却速率对铸造组织的影响与静置时间有相近规律