电磁离心铸造过程中液态金属角速度分布数学模型

在对电磁离心工艺深入分析的基础上 ,建立了该工艺过程中液态金属角速度分布数学模型·并模拟了不同磁场强度下 ,液态金属角速度分布·结果表明 :为避免铸件产生缩松 ,在电磁离心铸造过程中 。

电磁离心1Cr18Ni9Ti不锈钢的凝固组织与变形性能

采用电磁离心铸造方法制备了1Cr18Ni9Ti不锈钢管坯.在电磁搅拌作用下,管坯铸态微观组织被细化,一次枝晶间距为40μm,与普通离心铸造相比减小70％;管坯的室温屈服强度为274MPa、延伸率为77％,分别比普通离心铸造管坯提高23％和28％.实验结果表明:电磁离心铸造可明显提高管坯的塑性加工性能,利用电磁离心管坯可直接进行冷轧1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝薄壁管,实验得到的最大减薄率大于91.4％.

电磁离心铸造Al-20Si过共晶合金中硅相组织演变规律

采用电磁离心铸造的方法制备了Al-20Si(质量分数,下同)过共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织及硅相形貌的影响。结果表明,随磁场强度增加铸坯外侧硅相聚集层厚度不断减小;与传统离心铸造的铝硅过共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中初晶硅相得到细化,外侧硅相形貌逐渐由典型的五瓣星形成为沿热流方向生长的初晶硅枝晶,内侧硅相受到电磁搅拌作用发生合并凝聚和钝化;初晶硅相尺寸及形状因子随磁场强度增加在不断减小。电磁搅拌破坏了硅相呈放射状排列的结构,共晶硅分布杂乱,且共晶团共晶片层间距逐渐增加。

电磁离心凝固过程熔体流动和传热的有限元数值模拟

利用电磁流体动力学有关理论 ,建立了电磁离心凝固过程熔体流动与热量传输的耦合分析模型 ,采用有限元法对电磁离心凝固过程进行了分析 ,得出了瞬态速度场和温度场。分析结果表明 ,电磁离心凝固过程中 ,正是由于电磁力引起的受迫对流运动 ,对金属熔体起电磁搅拌作用并使晶粒得到细化 ,从而提高铸件质量。

电磁离心工艺制做0Cr17Mn14Mo2N不锈钢冷轧管坯的研制

分析了电磁离心铸造对 0Cr1 7Mn1 4Mo2N双相不锈钢凝固组织和性能的影响·试验结果表明 ,在离心铸造过程中 ,施加适当的磁场感应强度可以促使铸态组织中的铁素体由长条状变成块状 ,因而 0Cr1 7Mn1 4Mo2N的塑性大大提高·但当磁场感应强度超过 0 0 8T后 ,离心压力下降过大及残余铁素体变得细小且弥散分布导致 0Cr1 7Mn1 4Mo2N的塑性变坯·此外 ,利用电磁离心管坯直接冷变形成功地生产出了 0Cr1 7Mn1 4Mo2N无缝管材·

电磁离心铸件宏观组织的数值模拟

基于电磁离心凝固过程温度场的数值模拟结果，建立了铸件凝固过程物理参数与铸件凝固组织之间的定性关系通过计算固／液界面前沿液相温度梯度 Ｇ与界面生长速度 Ｒ之间的比值（Ｇ／Ｒ）及冷却速度（ＧＲ）的值，对电磁离心铸件的宏观组织进行了分析。

电磁离心铸造管坯缩松形成机理的探讨

实验发现 ,当磁感应强度较大时 ,电磁离心铸造 0Cr17Mn14Mo2N管坯塑性下降。拉伸断口观察表明 ,性能下降是由于管坯中出现了缩松。通过数值模拟和分析得出 ,较大的磁感应强度造成凝固界面前沿附近金属熔体重力倍数过低是在管坯中产生缩松的原因。此外 ,数值模拟结果还表明 ,电磁离心铸造过程中 。

电磁离心凝固过程中宏观偏析的数值模拟

基于连续模型建立了非惯性坐标系下电磁离心凝固过程流动、传热、传质耦合数学模型,依此模型对Al-5％Cu合金进行了模拟计算。结果表明,电磁离心凝固过程中,电磁力使熔体的平均径向运动速度下降,熔体流动状态的改变使凝固合金外层的逆偏析减轻,凝固过程中两相区的负偏析也减轻,与普通离心铸造相比,电磁离心凝固可减轻铸件宏观偏析,模拟结果与实测铸件成分分布基本吻合,表明本数学模型较好地描述了电磁离心凝固过程。

电磁离心铸造液态金属运动规律的数学模型

对电磁离心铸造新工艺的原理、液态金属的受力特点和运动规律进行了深入分析，建立了该工艺条件下液态金属运动规律的数学模型。

转速对电磁离心铸造高碳高速钢碳化物的影响

用自制的电磁离心铸造机在磁场强度为0.10 T,离心转速分别为600、960、1370 r/min条件下制备了高碳高速钢,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对不同转速下制备的高碳高速钢的一次碳化物和二次碳化物进行了实验研究。结果表明,随着离心转速的提高,铸态组织块状碳化物颗粒逐渐变细小、分布变均匀,弥散;共晶组织中碳化物板条逐渐变短、变细,间距变小;热处理组织中细小的颗粒状碳化物逐渐增多,分布趋于均匀、弥散,且粒度呈现减小的趋势。

电磁离心铸造NiAl共晶合金的显微组织和力学性能

利用电磁离心铸造(EMCC)工艺制备NiAl/Cr(Mo)共晶合金,研究了合金的显微组织和压缩性能.结果表明, 合金显微组织细小,由激冷区、共晶区和亚共晶区组成.激冷区以初生β-NiAl相为主,共晶区由β-NiAl和α-Cr(Mo)相构成,亚共晶区由初生β-NiAl和β-NiAl/α-Cr(Mo)共晶组成. EMCC NiAl共晶合金1000℃压缩行为遵从幂指数规律: ε=Aσn.合金的室温断裂方式以基体NiAl的解理断裂和NiAl/Cr(Mo)的相界面剥离为主.

空心管坯电磁离心过程的数值模拟

用有限元法模拟了铸造合金的流动和热量传输过程中瞬态速度场和温度场的分布,研究了电磁场 强度和离心机转速对电磁铸造空心管坯的影响．结果表明,电磁搅拌引起的熔体相对运动是凝固过程中晶粒 细化的主要原因．最优的电磁搅拌条件:转速1200 r／min,磁场强度为O．08 T,磁场持续加载25 s．在 一定的转速和磁场强度条件下电磁离心铸造的温度场和凝固时的温度梯度对凝固组织有重要的的影响．合 金液的外层,温度梯度达到最大值,铸件的温度下降得快,容易形成细小的等轴晶．

0Cr17Mn14Mo2N空心管坯的电磁离心铸造

研究了稳衡电磁场的强度和作用时间对离心铸造０Ｃｒ１７Ｍｎ１４Ｍｏ２Ｎ 空心管坯的组织和性能的影响， 结果表明，适当的电磁搅拌可以细化组织，提高铸坯的室温塑性． 理论分析表明电磁搅拌引起熔体速度场和压力场的变化是铸坯组织与性能发生改变的主要原因．

电磁离心铸造中耦合物理场方程的直接耦合解法

针对电磁离心铸造(ECC)中磁场与流场耦合问题,提出了一种非线性直接耦合数学模型(非线性偏微分方程组定解问题),并采用有限体积法与线性和非线性方程组的数值解法有效结合进行数值求解。计算结果表明本文的方法不仅具有好的收敛性、稳定性,而且可得到较好的模拟效果。

Al-8%Si铝硅亚共晶合金电磁离心铸造凝固组织研究

采用电磁离心铸造的方法制备Al-8%Si的铝硅亚共晶合金空心管坯,研究了电磁场(electromagnetic field,EMF)对合金凝固宏观及微观组织的影响。结果表明,与传统离心铸造的铝硅亚共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中α-Al相得到细化,柱状晶随磁场强度增加逐渐成为等轴晶;共晶硅相尺寸在减小,片层间距增加,在硅片层间发现了断裂的共晶硅颗粒。

转速对电磁离心铸造高碳高速钢组织和性能的影响

采用自制的电磁离心铸造机,在磁场强度0.1 T下,对不同转速下电磁离心铸造高碳高速钢的铸态组织和热处理后的组织与性能进行实验研究。结果表明:随着电磁离心铸造机转速的增加,高碳高速钢的铸态组织中共晶碳化物变得越来越细小,沿晶界分布的粗大的碳化物(VC)逐渐变成点状和尖角状。各种转速下,电磁离心铸造高碳高速钢热处理后的硬度、冲击韧度和耐磨性能比普通铸造的高碳高速钢都有明显提高。

电磁离心铸造对高铬铸铁性能的影响

为了提高高铬铸铁衬板的力学性能,本实验使用电磁离心铸造方法进行试样浇铸,同常规浇铸的试样进行比对。结果表明:电磁离心铸造获得试样的组织明显细化,晶粒数量增多,晶粒尺寸变小,力学性能提高。当离心转速为1500 r/mi n,磁感应强度为0.5T时,电磁离心铸造铸态试样的硬度为55.3 HRC,热处理后硬度为65.3 HRC。铸造硬度较常规试样提高10%,相对耐磨性β较常规浇铸试样提高5%。

电磁离心铸造对高铬铸铁冲击韧度的影响

为了提高高铬铸铁的冲击韧性,使用电磁离心铸造方法对高铬铸铁进行浇铸。结果表明:电磁离心铸造获得试样的组织明显细化,晶粒数量增多,晶粒尺寸变小,冲击韧度等力学性能提高。当离心转速为1800r/min,磁感应强度为0.4T时,电磁离心铸造铸态试样的冲击韧度为6.9J/cm2。冲击韧度较常规试样提高。

电磁离心铸造SiC_P/Al复合材料励磁电压对不同粒度颗粒分布的影响

采用电磁离心铸造(EMCC)工艺制备SiCP/Al复合材料,实验了两种不同粒度的SiCP颗粒增强Al基体,测定了不同励磁电压下颗粒在基体中的分布,测试了不同粒度增强基体均匀分布的材料的硬度和耐磨性。结果发现电磁搅拌更容易使小粒度的颗粒分布均匀。励磁电压为100 V时的颗粒分布比励磁电压为50 V时的颗粒分布更均匀。均匀分布的小颗粒增强基体的复合材料的硬度和耐磨性有很大提高。

真空电磁离心铸造1025碳素钢的组织及拉伸性能

采用真空电磁离心铸造方法研究了1025碳素结构钢铸管在950、1250、1450r/min3种离心转速和0、0.052、0.085和0.115T4种磁感应强度作用下的组织和室温拉伸性能。结果表明:在磁场作用下,铸态组织得到明显细化,室温强度与拉伸塑性得以提高,达到了对热轧态材料要求的标准。