Cu-12％Al铝青铜线材的连续定向凝固制备

采用真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固方法制备了Cu-12％Al(质量分数)合金线材,研究了工艺参数对凝固成形过程的影响,分析了连续定向凝固线材的组织性能．结果表明:当熔体温度1250℃、下拉速度9 mm／min、冷却水量900 L／h时,可以连续稳定成形直径6 mm、表面较光滑、具有单晶组织的Cu-12％Al合金线材,其延伸率达到19．7％,弹性模量达到167．9 GPa,电导率达到22．23％(IACS),具有优良的综合性能．

电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

研究了传统电渣重熔工艺(ESR)和电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)所得到的M2高速钢铸态显微组织。结果表明:采用ESR工艺得到铸态组织边部为树枝晶且部分出现了三次枝晶,心部为粗大的等轴晶,晶粒之间有网状碳化物,铸锭的偏析较为严重,经深腐蚀凝固组织基体与碳化物过渡区较为疏松、粗糙,部分基体内部出现了细小的裂纹。而采用ESR-CDS工艺得到铸态组织边部和心部都以较为细小的树枝晶为主,组织中存在比较多的"不连续的复合规则型"的碳化物,组织较为均匀,经深腐蚀,碳化物与基体过渡区圆滑。

电渣重熔连续定向凝固René88DT合金的组织与热变形行为

自行设计开发了适合工业化生产高纯净,低偏析,无宏观缺陷铸锭的电渣重熔连续定向凝固技术（ESR-CDS）的设备和工艺,利用该技术成功制备了直径为150mm的René88DT合金定向凝固铸锭。采用XRD测试了定向凝固柱状晶的生长取向,结果表明,ESR-CDS René88DT铸锭柱状晶择优生长方向为〈100〉系晶向;ESR-CDS铸锭与传统ESR铸锭相比,枝晶组织生长方向保持一致,二次枝晶臂均匀细小,元素偏析程度低,且晶间一次析出相呈颗粒状,尺寸细小;等温热压缩实验结果表明,ESR-CDS René88DT合金热压缩试样在1100℃,0.05~0.1 s-1应变速率下可达到70%以上压缩变形量并获得均匀细小的动态再结晶组织;ESR-CDS René88DT合金铸锭经等温锻造制备出了170mm×73mm的饼坯件,锻压变形量超过70%,饼坯件除上下两端的变形死区外均发生了动态再结晶,晶粒尺寸约50μm。

连续定向凝固铜棒及其冷加工后的组织和力学性能

研究了连续定向凝固铜棒及对其进行大变形量冷加工后的线材的微观组织和力学性能。凝固铜棒具有纵向连续柱状晶组织,塑性优异,伸长率达到50.5%。经过冷轧和冷拔,柱状晶组织细化为纤维晶组织,并产生显著的加工硬化。经过真应变为3.6的冷变形加工,其抗拉强度由未变形的140MPa提高到418MPa,伸长率则下降了近70%。断口形貌观察表明:凝固铜棒、轧制后的铜杆及拉拔后的铜线都是穿晶韧性断裂,其微观断口均呈山峰状,且峰顶依次逐渐尖锐。

真空熔炼、氩气保护连续定向凝固技术

阐述了真空熔炼、氩气保护下引法连续定向凝固工艺.该工艺将真空感应熔炼和连续定向凝固技术结合在一起,集熔化、提纯、凝固于一体,控制方便,搅拌、脱氧能力强,生产效率高,能生产纯净度高、性能好的定向凝固材料.对该工艺生产的纯铜棒材的质量进行了分析.

连续定向凝固过程铜铬合金的组织与缺陷

研究了铜铬合金的连续走向凝固的工艺条件及相互之间的匹配关系，以及铜铬合金 的显微组织及其表面缺陷形成的原因．结果表明：结晶器高度 １０～２５ｍｍ，冷却距离 ２５ ｍｍ，合金 温度 １２１０～１２８０℃，牵引速度 ０．２～１．０ｍｍ／ｓ，冷却水量 ７２０Ｌ／ｈ时，可制得 Ｃｕ－０．６％Ｃｒ合金材料．

连续定向凝固Al-1%Si合金棒材制备工艺与应用

采用自制的真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出具有连续柱状晶组织的Φ8mm的Al 1%Si合金棒材。该棒材具有良好的塑性,不需任何中间退火,在室温下可直接拉拔制备出线径为20μm的超细丝材,其延伸倍数达16万倍。该超细丝材可用作集成电路封装键合丝。

电渣重熔连续定向凝固René88DT镍基合金锭工艺参数的计算

René88DT镍基合金(%:0.02～0.05C、15.5～16.5Cr、3.8～4.2Mo、≤0.20Ta、12.5～13.5Co、0.6～1.0Nb、0.025～0.050Zr、3.5～3.9Ti、2.0～2.4Al、0.006～0.015B、3.8～4.2W、0.005～0.010Ce)母合金棒由200 kg真空感应炉熔炼,并按照凝固组织显微结构要求,通过控制铸锭凝固的二次枝晶间距和金属熔池形状及深度来确定重熔时熔化的速度,再通过热平衡计算得到相关的熔炼参数,由500 kg气氛保护抽锭式电渣重熔炉按连续定向凝固工艺熔炼出Φ160 mm×220 mm René88DT合金锭结果表明,计算重熔总时间与实际时间的误差仅为4.5%,熔池浅平,凝固组织均匀细小,获得了全〈100〉方向的柱状晶组织,二次枝晶间距为60～80μm。

电渣重熔连续定向凝固FGH96合金非金属夹杂物研究

本文通过真空感应熔炼+惰性气氛保护电渣重熔连续定向凝固制备FGH96合金,对FGH96合金中的非金属夹杂物进行对比研究。结果表明,活泼元素Al、Ti、Zr、Ce、B等有轻微的烧损,主要元素含量都在合金要求的范围之内,氧含量略有降低,达到了真空熔炼的水平,氮含量有较大幅度的降低,主要存在两种类型的夹杂物,呈球形的夹杂物是Al、Ti、Mg的复合氧化物和TiN。图像统计分析结果表明,和传统电渣重熔相比,电渣重熔连续定向凝固工艺重熔后FGH96合金中的非金属夹杂物面积百分比、100个视场中的夹杂物个数降低了50%以上,夹杂物的最大尺寸由16μm降低到5.5μm,这主要是与熔池的形状、深度和结晶方式有较大关系,传统电渣重熔过程中金属熔池的形状是V字形,深度约占铸锭直径的50%左右,而电渣重熔连续定向凝固过程中形成的熔池呈扁平状,深度占直径10-20%。

Al-Si 共晶系连续定向凝固自生复合材料的组织与性能

本文采用新型连续定向凝固(CDS)装置研究了 Al-Si 合金(成分为12.7%～16.6%Si)的可采用工艺范围、共生区及其连续定向凝固材料的组织与性能。实验结果表明,Al-Si 共晶系合金通过连续定向凝固可以获得短纤维的自生复合材料.在凝固速度为0.02～2.0mm/s 的范围内,随着凝固速度的增加,Al-Si 共晶系合金的共晶硅形态经历了片/纤维转变,抗拉强度及延伸率随凝固速度的增加而增大。本文还分析了 Si 纤维的形成机制。

一炉双流连续定向凝固方法

阐述了自制的一炉双流连续定向凝固装置的原理及特点,对不同拉速下纯铝铸锭的表面状态及凝固组织进行了研究。结果表明,拉坯速度慢或固液界面靠近结晶器出口处,表面质量好;拉坯速度增加,柱状晶的数目经历由少增多的过程。

工艺参数对一炉双流连续定向凝固过程稳定性的影响

利用自制的一炉双流连续定向凝固设备,以纯铝为原料,进行了工艺研究。考察了各工艺参数对一炉双流连续定向凝固过程稳定性的影响。结果表明,结晶器出口温度、结晶器形状与位置、拉坯速度、冷却能力、熔体温度等因素对凝固过程的稳定性有着显著影响,并通过影响固液界面位置及铸锭的表面质量来实现。

影响一炉双流连续定向凝固过程稳定性因素与对策

利用自行研制的一炉双流连续定向凝固设备,以纯铝为原料,对导致连续定向凝固过程不能稳定进行的各种因素进行了较为系统的研究,给出了实验方法,并对实验中常出现的问题提出了相应的解决措施,进而得出稳态下铸锭的表面状态及凝固组织。

真空熔化氩气保护连续定向凝固设备的研究

真空熔化氩气保护连续定向凝固设备,是在原有的常规连续定向凝固设备的基础上,加上真空系统而设计制造出来的。本文将着重介绍真空熔化氩气保护连续定向凝固设备的结构特点及工作原理。该设备是连续铸造领域的新型设备。

铝铜共晶合金连续定向凝固自生复合材料的组织与性能

本文采用自制的连续定向凝固装置,考察了Al—Cu共晶合金的组织形貌与抗拉强度与生长速度的关系。研究表明,Al—33.7％Cu合金的微观组织随着生长速度增大,由不规则片状组织逐步向规则片状组织,胞状组织转变,其片间距与生长速度的1/2次幂呈线性关系。连续定向凝固铸绽的抗拉强度远高于金属型试样,并与生长速度的1/4次幂呈线性变化。文章还讨论了共晶合金由规则片状组织向胞状组织转变的条件。

下引式连续定向凝固薄壁铜管温度场的计算与验证

依据凝固原理,采用解析法建立了下引式连续定向凝固薄壁铜管过程中温度场的一维稳态数学、物理模型,结合其数值计算和试验结果,对比分析了各工艺参数对整个温度场和固/液界面位置的影响及其原理,并计算了现有工艺参数下达到极限连铸速度的工艺参数,对实际生产中温度场的控制具有积极的参考意义。

下引式连续定向凝固薄壁铜管中具有温度梯度的结晶器对固液界面位置影响的数值模拟与分析

根据凝固原理建立了下引式连续定向凝固薄壁铜管过程中具有温度梯度的结晶器下二维稳态温度场的物理、数学模型,并通过数值计算与绝热结晶器、恒温结晶器下工艺参数对固液界面位置的影响进行对比分析,结果表明在保证熔体温度稳定的条件下,使用具有温度梯度的结晶器能够获得相对较宽的适宜工艺参数范围以及较高的极限拉坯速度。

真空熔炼氩气保护下连续定向凝固铜管的制备技术

采用自行研制的真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出具有连续柱状晶组织的铜管铸坯,分析了铜管铸坯生产中熔体温度、连铸速度、冷却水量,结晶器等对其的影响。分析了在连续定向凝固过程中组织的淘汰机制。实验结果显示,合理参数范围分别为熔体温度1130￣1170℃、牵引速度20.8￣70.0mm/min、冷却水量800￣1000L/h、真空度6.6￣20Pa。

抽拉速率对连续定向凝固DZ22高温合金组织和性能的影响

采用下引式连续定向凝固装置研究了抽拉速率对DZ22高温合金连续定向凝固组织和性能的影响。结果表明:随着抽拉速率从3 mm/min增加到9 mm/min,一次枝晶间距从199μm减小到141μm,二次枝晶间距从43μm减小到32μm;合金中主要元素的微观偏析程度均减轻;碳化物呈颗粒状弥散分布,其面积分数从1.2%降低到0.8%;枝晶干处γ′析出相平均尺寸从387 nm减小到199 nm,枝晶间处γ′析出相的平均尺寸从367 nm减小到302 nm;枝晶干硬度从418 HV0.5升高至428 HV0.5,枝晶间硬度从426 HV0.5升高至451 HV0.5。

连续定向凝固技术研究

在自行设计的竖直热型连铸机上,进行了连续定向凝固实验和温度测定,对其中传热和凝固过程进行了数值模拟,考察了主要工艺参数对锡铸锭表面质量和内部组织的影响,以及固液界面形状的变化规律.结果表明:型温、拉速、冷却水量等工艺参数主要是通过影响固液界面的位置、形状来影响铸锭表面和内部质量的,在本实验条件下,型温在244～248℃、拉速在1.25～2.20×10-4m/s、冷却水量在252～377L/m2·s之间时,才能获得表面光亮,内部为完整定向凝固组织的铸坯;当铸型温度高于242℃,拉速在1.25×10-4～3.4×10-4m/s之间时,形成较平的固液界面,得到定向凝固的铸锭组织;获得了固液界面形状与主要工艺参数间的关系式.