浸入式水口對鋁合金凝固過程影響的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、浸入式水口是金屬熔體從中間包流入結(jié)晶器的通道。本文將浸入式水口引入到鋁合金鑄造過程,并通過實驗和反求算法確定結(jié)晶器的界面換熱系數(shù),主要探討在浸入式水口作用下不同工藝參數(shù)對7050鋁合金板坯凝固過程溫度場、流場、應(yīng)力場和微觀組織的影響,并提出流場優(yōu)化方案,與常規(guī)鑄造作對比。同時針對浸入式水口鑄造過程中的不足,引入功率超聲,探討不同功率超聲對熔體凝固過程應(yīng)力場、熱裂、冷裂傾向性和微觀組織的影響,并與實驗作對比,為工藝優(yōu)化和實現(xiàn)對鑄坯質(zhì)量的良

2、好控制提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。
　　 1、建立了7050鋁合金材料熱物性參數(shù)和動力學(xué)數(shù)據(jù)庫以及基于MILE算法的半連續(xù)鑄造三維有限元模型。應(yīng)用實驗和仿真相結(jié)合的方法對400×1120mm扁坯半連續(xù)鑄造過程進行研究,探討其溫度場、流場、應(yīng)力場等分布規(guī)律,主要研究了浸入式水口工藝參數(shù)對鑄造凝固過程中溫度場、流場的影響規(guī)律,提出了浸入式水口作用下流場優(yōu)化的工藝方案。在此方案的基礎(chǔ)上,模擬了浸入式水口作用下鑄造與常規(guī)鑄造相對比的溫度場與應(yīng)力

3、場的變化規(guī)律。
　　 2、浸入式水口作用下,對400×1120mm扁坯研究不同工藝參數(shù)對鑄造凝固過程中微觀組織的影響,定量闡明浸入式水口作用下主要工藝參數(shù)對扁坯凝固組織中組織分布規(guī)律、晶粒尺寸、樹枝晶晶區(qū)比例、晶粒取向度平均偏差的影響規(guī)律,提出了浸入式水口作用下可行的工藝方案。針對此方案,模擬浸入式水口作用下鑄造與常規(guī)鑄造相對比下的微觀組織的變化規(guī)律。
　　 3、探討了浸入式水口作用下不同超聲功率作用的坩堝實驗,并對不同