基于短流程热处理的电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能研究

利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验研究了适用于电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金的短流程轧制-热处理工艺路线。首先,通过电磁复合场、Al-5Ti-B晶粒细化剂和Ti微合金化,获得了组织均匀、无中心偏析以及带状晶间偏析细小的电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金。其次,基于轧制破碎粗大结晶相和第二相粒子诱发形核(particle stimulated nucleation, PSN)再结晶效应,设计了电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金的短流程工艺路线。该短流程工艺路线实现了结晶相的细化和短时间快速溶解,可充分利用PSN效应,T6样品获得了细小、均匀的再结晶组织以及较弱的Cube-ND织构。最后,短流程工艺路线不仅省略了长时间均匀化工艺,其T6样品还获得了良好的强塑性,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为460 MPa、521 MPa和12.3%。

电磁铸轧Al-Mg-Si合金短流程制备工艺对其组织和力学性能的影响

采用电磁铸轧制备出无大尺寸中心偏析缺陷的Al-Mg-Si合金板坯,探究了短流程工艺(直接冷轧)和传统工艺路线(长时间均匀化后冷轧)对第二相演变、元素分布和力学性能的影响。结果表明,电磁铸轧Al-Mg-Si合金经直接冷轧后,第二相颗粒被显著破碎、细化,位错密度增大,因此,仅需短时固溶处理便可使初生Mg_(2)Si相快速回溶到α(Al)基体中,并使主要合金元素(Mg和Si)均匀分布。直接冷轧的样品经固溶处理后获得了细小的再结晶组织,并保留了部分未再结晶晶粒,增强了时效硬化能力。因此,在T4P和模拟烘烤硬化处理状态下,采用短流程工艺路线的Al-Mg-Si合金具有良好的力学性能,其强度和塑性均与传统工艺路线处理后的样品基本相同。结果表明,电磁铸轧Al-Mg-Si合金可以省略长时间的均匀化处理工艺,具有实现汽车用Al-Mg-Si合金短流程制备的潜力。

铝电磁铸轧中熔体的频率响应

介绍了在铝铸轧工艺中用频率交替变化的电磁场抑制晶粒长大的方法 ,阐述了粘性流体与电磁波频率响应的关系 ,分析了电磁场频率与熔体波动对晶粒细化效果产生的影响。结果表明在d6 5 0mm× 16 0 0mm铸轧机系统中 ,电磁场的最佳频域范围为 11～ 15Hz。

铝电磁铸轧原理及其复合磁场电源控制系统

针对目前铝电磁铸轧过程中存在的电磁场控制不稳定、铸轧带坯产品晶粒粗大等问题，分析铝电磁铸轧的工作原理和电磁力主要参数对铝板质量的影响；基于电磁力的特性主要取决于控制系统电流的特性，采用模糊自适应PID算法和在线查表的方法，设计一个适用于控制对象的特殊波形发生器，构建复合磁场电源控制系统，以便对智能变频器的电流进行控制。研究结果表明：此磁场电源控制系统能很好地控制电磁力的主要参数，使电流频率的作用范围为10～15Hz，电流为10～24A，换相周期数为1～5，谐波分量可以按实际要求进行调整；生产出的铝板组织均匀，品粒度达到1级水平，系统运行稳定，控制精度高，动态性能好。

铝电磁铸轧冷却区中电磁场行为探讨

介绍了铝电磁连续铸轧冷却区中电磁场的基本特性，探讨了电磁场在冷却区段的作用效果，分析了电磁场在该区中产生的几种磁势和电势，以及这几种磁势和电势的形态对铝熔体的影响，并描述了铝熔体中电子在这个区域的运动轨迹。

铝电磁铸轧发展现状

介绍了铝电磁铸轧的研制和试验过程,讨论了电磁感应器有关参数对铸轧工艺的影响,提出了尚需解决的问题 和今后的发展趋势,为今后进一步改进电磁铸轧设备和工艺提供理论依据。

铝电磁铸轧液固区中流体行为

介绍了铝电磁连续铸轧液固相区中电磁场的基本特性 ,描述了流体的运动轨迹与液固相界面的耦合形式 ,探讨了它们对液固相边界层的作用效果 。

基于DELPHI和PCL-812PG的电磁铸轧测控系统

介绍了基于DELPHI和PCL - 81 2PG的电磁铸轧测控系统的硬件结构和软件设计 。

铝电磁铸轧液固区中流体行为

介绍了铝电磁连续铸轧液固相区中电磁场的基本特性 ,分析了流体的运动轨迹与两种不同液固相界面的耦合形式 ,探讨了它们对液固相边界层的作用效果 ,描述了正弦波振动对液固相界面稳定性的影响。

电磁铸轧中铸嘴支撑面板的温度场及热应力研究

铸嘴支撑面板是电磁铸轧工艺的关键部件,其结构稳定性直接关系到铸嘴的平面稳定性.文中利用ANSYS有限元分析软件建立了铸嘴支撑面板温度-应力耦合分析的三维有限元计算模型,并对实际工况下面板的热应力分布进行了计算.研究结果表明:面板内存在显著的热应力,应力集中现象明显;面板总体上出现了较大的热位移,特别是在竖直方向,热位移量最大,导致面板因变形过大失效.计算值与实测值的良好吻合说明了所提出的模型的有效性.

电磁铸轧铸嘴区电磁场分布规律及其作用分析

研究了电磁铸轧铸嘴区电磁场分布形态,由此探讨了其分布规律及对金属产生的力的作用。结果表明:在特定范围内电流强度及频率的变化能显著影响到磁场强度的大小,电流强度为20 A左右时,电磁场出现磁饱和,增大电流强度,电磁力增值很小。电流值给定时,低频电流能产生更高的磁场强度。铝合金薄板受力随输入电流强度增加近似呈抛物线规律升高。磁场强度分布在XOY水平面内有着明显的对称性,以铁芯为中心点向两边逐渐衰减,由于感应器的边端效应,中心区域磁场强度要大于边部区域的。电磁场作用下铸轧带坯凝固成形组织得到显著改善。

基于CAN和以太网的电磁铸轧监控系统设计

针对电磁铸轧控制与管理需要,介绍了基于CAN和以太网的电磁铸轧监控系统的总体结构,重点阐述了监控系统中现场智能节点和CAN-以太网转换模块硬件以及软件设计。经过调试运行该系统能很好地满足电磁铸轧控制要求,并且结构简单、可靠性高和扩展方便。

单片机在产生特殊复合磁场系统中的电磁铸轧应用

探讨了在电磁铸轧中采用单片机作为核心监控装置的工作原理 ,论述了用单片机实现函数信号发生的硬件设计和软件流程 ,实现了对感应器产生特殊复合磁场的控制 ,并提出了一种新的随机数的产生方法。

电磁铸轧过程的网络化监控系统

针对电磁铸轧控制与管理需要,介绍了基于CAN和以太网的电磁铸轧监控系统的总体结构,重点阐述了监控系统中现场智能节点和CAN-以太网转换模块硬件以及软件设计。经过调试运行该系统能很好的满足电磁铸轧控制要求,并且结构简单、可靠性高和扩展方便。

基于CANopen的铝合金板带快速电磁铸轧通信系统设计

针对以前铝合金板带快速电磁铸轧通信系统的数据帧格式不是按照一个规范进行定义所造成的后期设备的互联,以及不同厂家设计的CAN节点的兼容性欠佳的设计方法。给出了一种基于CANopen的新型铝合金板带快速电磁铸轧通信系统的设计方法。本系统通过CANopen协议的支持,可以对不同厂商的设备通过总线进行配置,因而具有很高的互用性和互换性。

铝电磁铸轧复合磁场智能控制器的设计

分析了电磁感应装置的结构和作用机理,利用矩阵变换器设计了控制系统主电路,并讨论了复合磁场与主电路输出电流之间的联系,以电流为被控变量,采用基于遗传算法的自适应PID控制算法实现对输出电流的控制。仿真效果表明该系统能够满足电磁连续铸轧复合磁场对控制系统的工艺要求。

电磁铸轧变频电源的仿真应用

根据铝合金电磁铸轧对电磁场的要求,提出了一种铝电磁场快速铸轧变频控制系统,分析了系统的工作原理,建立了MATLAB的仿真模型。仿真结果表明,这种新的主电路方案可以达到电磁铸轧的电磁感应器对电流的要求,不存在电源短路的问题,控制起来更简单。试验表明,该系统可以对电磁感应器产生的复合磁场进行控制,系统的控制精度高、可靠性高,动态性能好,能满足铝电磁场快速铸轧的基本要求。

铝电磁铸轧系统电流因素分析及控制实现策略

根据铸轧区铝液在交变电磁场作用下的结晶机理,探讨励磁电流强度、电流频率、倒相周期及谐波分量等电流因素对铸轧铝带坯晶粒度的影响。基于铝电磁铸轧控制系统电流的特性,采用模糊自适应PID算法和在线查表的方法,设计一个适用于控制对象的特殊波形发生器,以便对铸轧电源的励磁电流进行实时准确的控制。试验表明,此系统可以很好的控制各电流参数,系统控制精度高、可靠性高,动态性能好,能够显著提高铝铸轧板材的质量。

铝电磁铸轧专用变频电源控制系统的设计与实现

本文针对铝电磁连续铸轧系统的控制要求,介绍了铸轧特种电源控制系统中电源变频装置的研制过程,其中包括硬件电路设计和软件控制策略。

法国PECHINEY公司意欲购买中南大学电磁铸轧技术

中南大学电磁铸轧课题组的一篇学术论文在国外发表,其中涉及的电磁场铸轧这一世界首创的科技成果极大的吸引了国际知名企业的注意,世界著名铝加工企业法国Pechiney公司和韩国Choil公司的代表Mr. Klaus Maiwald等一行4人应中南大学机械学科带头人钟掘院士的邀请,来该校进行技术交流与合作洽谈。