电磁场和熔体强剪切作用下的铝合金宏观偏析

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半连续铸造是制备铝合金的基本手段之一。使合金成分在宏观尺寸范围内均匀化,改善铸态组织对于提高大尺寸的铝合金材料性能具有重要意义。本课题是国家自然基金面上项目“半连续铸造铝合金宏观偏析的外场调控及机理研究”的重要组成部分,主要研究电磁场和熔体强剪切处理对铝合金合金元素宏观偏析行为的影响。本文的主要内容包括:(1)低频电磁场和熔体强剪切处理对7050铝合金DC铸锭宏微观组织及宏观偏析的影响。(2)低频电磁场和熔体强剪切处理对2524铝合金DC铸锭宏微观组织及宏观偏析的影响。研究结果表明:(1)低频电磁铸造、熔体强剪切以及电磁场+熔体强剪切的施加在一定程度上使7050铸锭内Zn、Mg、Cu等元素沿铸锭径向的分布更加均匀。(2)7050合金DC铸造过程中,单独施加低频磁场可以使铸锭发生粗大羽毛晶粒柱状晶向细小柱状晶等轴晶转化;单独施加熔体强剪切作用也可以使铸锭发生粗大羽毛晶粒柱状晶向细小等轴晶、柱状晶转化;施加熔体强剪切对7050合金组织细化效果优于施加低频磁场效果。组合施加电磁场和强剪切处理合金的细化效果优于单独施加低频磁场和熔体强剪切作用效果。(3)低频电磁铸造、熔体强剪切以及电磁场+熔体强剪切的施加在一定程度上使2524铸锭内Cu、Mg等元素在径向的上分布更加均匀。(4)2524合金DC铸造过程中,单独施加低频磁场可以使铸锭发生粗大羽毛晶粒柱状晶向细小柱状晶等轴晶转化;单独施加熔体强剪切作用也可以使铸锭发生粗大羽毛晶粒柱状晶向细小等轴晶、柱状晶转化;施加熔体强剪切对2524合金组织细化效果优于施加低频磁场效果。组合施加电磁场和强剪切处理对合金的细化效果优于单独施加低频磁场和熔体强剪切作用效果。
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