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··20世纪60年代，前苏联铝合金铸造专家格兹列夫发明了电磁铸造技术。
这种由电磁力维持铸锭上部液态金属形状的铸造方法，消除了铸锭与结晶器的物理接触，使铸锭直接受冷却水的冷却而凝固[1]，因此，铸锭表面光滑，内部质量极为优良。
电磁铸造技术一经出现，立即引起世界铝铸造行业的重视，西方国家在苏联专利的基础上，投入巨额资金，使该技术逐步达到了工业化生产的水平，一次可同时铸造4~5根大规格扁锭，铸锭产量可达百吨[2]。
国内的电磁铸造技术的研究始于70年代中期，东北轻合金加工厂采用电磁铸造技术曾成功地铸出了Φ482mm 的铝合金圆锭[3]，然而效益更高的铝合金扁锭的铸造则要困难得多。
笔者在近两年时间内通过实践，摸索出了适合半连续铸造7050铝合金板坯的试验参数，成功铸造出尺寸为420mm ×130mm ×1000mm 的铸锭，并对参数的合理选取进行了分析，为此工艺的生产化打下基础。
1试验条件本试验所设计的电磁半连续铸造装置如图1所示，试验装置主要由浇注系统、结晶器、拉坯系统、冷却系统以及电源控制系统等组成，其中结晶器内壁采用的是石墨，高度100mm 。
试验所铸板坯尺寸为420mm ×130mm ×1000mm ，由于7050合金化学成分复杂，且铸锭的宽厚比大，因此裂纹倾向增大，极难成形，并且存在成分偏析、裂纹、表面偏析瘤等缺陷。
本试验中，系统地研究了铸造速度、冷却水、铸造温度、合金成分等参数对7050合金铸锭成形工艺的影响，选定了合适的工艺参数。
2成形试验7050铝合金的名义成分如表1所示，7050合金在1000Hz 工频炉内熔炼，主加合金成分为Zn 、Mg 、Zr 、Mn 、Cu 等，分别以工业纯铝、工业纯锌、铜板、锰冯亚利1，李廷举1，张永安2，王同敏1，刘鼎1，孙迪1，罗大伟1，曹志强1（1.大连理工大学铸造工程研究中心，辽宁大连116024；2.北京有色金属研究总院，北京100088）摘要：从铸造速度、铸造温度、冷却水量、合金成分以及铸造液位高度几个方面着手，系统研究了铸造工艺参数对电磁半连续铸造7050铝合金板坯质量的影响，并深入分析了影响机理，摸索出了行之有效的铸造工艺参数。
冷却速度对Al—Cu合金铸锭宏观组织的影响文章以铝铜合金作为实验材料，开展了电磁模铸的应用研究，研究了不同冷却速度对于铸锭质量的影响规律。
结果表明：冷却速度过高或过低均不利于发挥磁场对于凝固组织的改善效果，冷却速度0.47K/s条件下，获得的铸锭凝固质量最佳。
标签：Al-Cu合金；冷却速度；宏观组织1 概述近几十年来，人们发现在凝固的过程中综合利用电磁场，能够有效的控制凝固过程，达到改善晶粒组织，提高性能的目的。
研究发现在金属熔体凝固的过程中施加电磁场，在磁场的作用下，能够促使熔体内部的溶质元素浓度分布和温度场分布更为均匀，能够加快过热熔体的热量耗散，有利于固液界面处溶质元素的扩散，对于抑制枝晶组织的生长、细化晶粒组织、改善合金元素偏析和降低铸锭内部的缩孔缩松现象等都有显著的效果[1-3]。
目前关于金属的电磁铸造工艺主要集中于铝、铁等合金的连铸过程中，电磁场在连铸过程中的应用已经得到了系统的研究，目前已经发展成为了比较成熟的铸造工艺[4-10]。
而电磁场在模铸条件下的应用的相关研究相对较少，尤其是对于模铸条件下，电磁场对于铸锭宏观组织均匀性与铸锭质量等影响的研究较少，目前模铸条件下的电磁铸造工艺还不是很成熟，尚有待系统的研究和探索。
在电磁模铸过程中，冷却速度会直接影响合金熔體中的温度场分布和磁场的作用时间，同时对铸锭的表面质量有严重的影响。
不同的冷却速度会影响磁场的作用效果，因此探讨冷却条件对于电磁模铸工艺的影响是很有必要的。
为了在模铸条件下获得良好的铸锭质量，本实验采用近似定向凝固的冷却方式，主要考察了不同的冷却速度下，行波磁场对于合金铸锭的影响。
2 实验方法实验采用的是行波磁场，磁场的电流为160A、频率为20Hz。
行波磁场会在合金熔体中产生轴向方向的环流，磁场的发生装置和原理如图1所示。
本文探讨的是冷却速度对于电磁铸造过程中铸锭的影响，分别研究了空冷条件下（0.28K/s）、水冷条件下（0.47K/s）以及快速冷却条件下（0.78K/s）磁场对于铸锭质量的影响。
熔体超声处理对7050铝合金铸锭宏观偏析的影响黎正华;李晓谦;胡仕成;陈铭【摘要】The macrosegregation behavior of Zn, Mg, Cu solute elements and evolution of microstructure in 7050 aluminum alloy ingots produced by semi-continuous casting process in the ultrasonic filed was investigated using SPECTRO-MAXx and Leica optic microscopy. The results show that microstructure refines, duplex grains structure consisting of coarse-cell and fine-cell dendritic grains decrease, and so does the segregation grade of solute elements when alloy melt is treated by ultrasonic vibration. With the increase of ultrasound power, distribution of solute elements is harmonious. When the ultrasonic power is from 0 to 240 W, the segregation ratio of Zn, Mg, Cu decreases from 1.243, 1.158 and 1.190 to 1.086, 1.098 and 1.110, respectively. The sump height decreases in ultrasonic field, the shrinkage-induced flow of enriched solute among dendrite structure decreases, the velocities of the solid and liquid phases in mushy zone decrease due to microstructure refining, and the diffusion of solute atoms increases, which are the main reasons for suppressing macro-segregation%采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声外场下7050铝合金半连续铸锭中微观组织的演变规律及溶质元素Zn,Mg和Cu的宏观偏析行为.研究结果表明:熔体超声处理后的铸锭组织变得细小,混晶减少,溶质元素的宏观偏析程度得到弱化,且随着超声功率的增大,溶质元素分布更加均衡,在240 W超声功率作用下,Zn,Mg和Cu的偏析比由未加超声时的1.243,1.158和1.190分别降低为1.086,1.098和1.110;超声外场的引入使得液穴变浅,由铸锭收缩引起的溶质元素在枝晶间的横向流动作用减弱；晶粒的有效细化导致液固两相的相对运动速度减弱；溶质原子的扩散程度得到强化是超声弱化偏析的主要原因.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(042)009【总页数】7页(P2669-2675)【关键词】半连铸;宏观偏析;超声功率;偏析比【作者】黎正华;李晓谦;胡仕成;陈铭【作者单位】中南大学机电工程学院现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学机电工程学院现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学机电工程学院现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,湖南长沙,410083;中南大学机电工程学院现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TB559;TG249.97050铝合金由于具有高强高硬性而广泛应用于航天航空业。
电磁能对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸锭组织的影响
郭有军;闫春雷;鲍鑫宇;麻永林
【期刊名称】《轻合金加工技术》
【年(卷),期】2022(50)1
【摘要】应用新型脉冲电磁场晶粒细化技术对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金熔铸中进行脉冲电磁场处理,探究电磁能对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸态微观组织的影响。
利用光学显微镜(OM)与场发射扫描电镜(FESEM)对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸锭进行微观组织观察。
结果表明,施加脉冲电磁场情况下,铸锭组织中初生相α-Al平均尺寸及一次、二次枝晶臂间距减小。
耐热相尺寸减小且形态及分布状态均发生改变。
脉冲电磁场频率为20 Hz时,铸锭心部位置的初生相α-Al平均尺寸减小到24μm,铸锭边部的α-Al平均尺寸为17μm,心部组织中一次枝晶臂间距、二次枝晶臂间距分别减小20.5%、10.53%,边部的分别减小31.2%、13.9%。
进行脉冲电磁场细化机制分析,脉冲电磁场携带能量,在电磁能作用下,熔体结构发生改变。
【总页数】6页(P8-13)
【作者】郭有军;闫春雷;鲍鑫宇;麻永林
【作者单位】包头铝业有限公司;内蒙古科技大学材料与冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG292
【相关文献】
1.电磁场频率对4045合金CREM铸锭微观组织的影响
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3.铸造工艺参数对超高强铝合金低频电磁半连续铸锭微观组织的影响
4.电磁场对2524铝合金扁铸锭微观组织和宏观偏析的影响
5.电磁能对ZL102铝合金凝固组织的影响
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磁场作用下微电铸工艺参数对铸层表面形貌的影响杨帆，贾卫平，吴蒙华（大连大学机械工程学院，辽宁大连116622）［摘要］为了探讨磁场作用下电铸工艺参数对单面覆铜板表面铸层显微形貌的影响，以铸层的显微硬度为指标，采用正交试验优选了微电铸工艺参数，探讨了磁场强度、电流密度以及超声功率对铸层表面形貌的影响规律，确定了磁场作用下制备高硬度且铸层平整、致密的最优工艺参数。
结果表明:施加磁场后，金属离子受到磁流体力学效应对电铸过程产生影响;随着磁场强度的增大，铸层晶粒逐渐得到细化，形状更加规则;随着电流密度、超声功率的增大，铸层晶粒均呈现出先细化后粗化的规律。
磁场强度0．6T 、电流密度2A /dm 2、超声功率240W 、占空比20%下所得铸层晶粒粒径均匀，表面平整致密，显微硬度较高，具有良好的综合性能。
［关键词］微电铸;磁场;单面覆铜板;工艺参数;表面形貌;晶粒尺寸;显微硬度［中图分类号］TQ153．1［文献标识码］A［文章编号］1001－1560(2012)09－0048－04［收稿日期］2012－04－10［基金项目］国家自然科学基金项目（50975034）；辽宁省科技计划项目（2010223006）资助［通信作者］吴蒙华（1963－），教授，博士生导师，主要研究方向为电化学加工技术，电话：0411－87402147，E -mail ：wmh005@163．com0前言磁场作用下的电沉积是近年来发展的新型技术。
磁场与电场的交互作用影响着金属及合金材料的电沉积过程，改善沉积层组织结构与性能，已成为研究的热点［1 4］。
目前，对磁场的研究大多都集中在磁场的施加方式和磁场对合金镀层性能的影响方面［5 10］，而磁场条件下微电铸工艺参数对铸层性能的影响则鲜有研究报道。
为此，本工作以铸层的显微硬度为指标，运用正交试验优选了磁场作用下的微电铸工艺参数，探讨了磁场强度、电流密度、超声功率对单面覆铜板铸层表面形貌的影响规律，确定了铸层高硬度、表面致密的最佳工艺参数。
7075系铝合金的国内外发展现状及趋势摘要：Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是目前航空航天上的主要受力构件。
本文就其热处理方式、强化机制进行概述；对其国内外发展现状进行介绍，并对其今后发展趋势大胆地展望。
关键词：7075 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金国内外发展现状0 前言铝作为地壳中储量最多的元素之一，约占地壳总质量的8.2wt%，由于铝在大气总比较活泼，其通常以氧化物的形式存在，而在Al2O3中提取Al通常采用的是电解法，提取比较困难，所以铝的发展历史迄今都不超过200年。
当年，英国皇家学会为表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，不惜重金制作了一只铝杯，赠送给门捷列夫。
当前随着航空航天技术飞速发展，铝合金及其复合材料因其比强度较高，优良的抗腐蚀能力，优异的成形性能在航空航天上得到广泛的应用。
7075（Al-Zn-Mg-Cu）系超硬铝合金是上个世纪40年代末最早应用于飞机上的铝合金材料，之后，通过添加其它种类合金元素，改变其合金元素的含量以及改变其热处理工艺得到诸多性能优良的航空航天材料。
别士强等人在Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中添加Ni进行研究，结果表明，0.25%的Ni含量在该合金中除中和铁生成Al9FeNi 相外, 还生成了强化相Al7Cu4Ni , 在时效过程中起沉淀硬化作用。
1 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是目前强度最高的一类铝合金，其强度500~700MPa，在加上其优良的工艺性能，使得它成为航天航空工业上重要的结构材料。
它是在Al—Zn—Mg 系合金的基础上发展起来的，属于可热处理强化铝合金，其屈强比高，比强度也很高，但塑性较低，耐蚀性相对于纯铝较差，疲劳强度也不高，通常提高其耐蚀性采用包铝的方式。
使用温度高于 120℃时会急剧软化，其中固溶体分解，弥散相急剧长大。
其化学成分主要为：化学成分/%,不大于其他杂质/%,不大于2 Al-Zn-Mg-Cu 系铝合金的热处理方式Al-Zn-Mg-Cu 系超硬铝合金通常采用退火、淬火、时效（固溶加时效）的工艺进行热处理，从而得到较高的力学性能。
基于拓展连续模型的2024铝合金半连铸过程中的宏观偏析数值模拟罗海军;介万奇;高志明;郑永健【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》【年(卷),期】2018(028)005【摘要】采用拓展连续模型预测大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的Cu和Mg元素的偏析分布.该模型耦合宏观传输方程与近似相图的微观偏析模型来预测铸锭宏观偏析,并探讨传输机制对宏观偏析形成的影响.模拟结果表明,从铸锭中心到铸锭表面Cu元素和Mg元素具有相似的偏析分布,铸锭中心与紧邻铸锭表面的区域呈现负偏析分布,而铸锭表面和铸锭1/2半径处显示一定程度低估的正偏析分布, 并详细分析导致此结果的原因.此外,在三元铝合金中由于第三组元Mg元素的影响,Cu元素的偏析相较铝铜二元合金中Cu元素的偏析要轻.计算结果表明预测值与文献实验结果基本一致.%An extended continuum mixture model for macrosegregation is applied to predicting Cu and Mg segregation in large-size ingot of 2024 aluminum alloy during direct chill casting (DC). A microsegregation model using the approximate phase diagram data was coupled with macroscopic transport equations for macrosegregation profiles. Then, the impacts of transport mechanisms on the formation of macrosegregation were discussed. It is found that copper and magnesium have a similar segregation configuration from the billet center to surface. Negative segregation is observed in the centerline and subsurface, whereas positive segregation is obtained in the surface and somewhatunderestimated positive segregation in the middle radius. Further, the discrepancy between the predicted and experimental results was discussed in detail. The results show that the magnesium to some extent alleviates the copper segregation in ternary alloy, compared with that in binary alloy. The predicted results show good agreement with measured experimental data obtained from literatures.【总页数】9页(P1007-1015)【作者】罗海军;介万奇;高志明;郑永健【作者单位】西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安 710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安 710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安 710072;Chair of Simulation and Modeling of Metallurgical Processes,Montan Universitaet Leoben,8700 Leoben,Austria【正文语种】中文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电磁搅拌对镁合金铸锭宏观偏析的影响张成;徐世伟;唐伟能;谢玉【摘要】研究了电磁搅拌对半连续铸造镁合金铸锭宏观偏析的影响.采用电磁铸造法制备了直径320 mm的AZ61镁合金铸锭,电磁搅拌施加电流为0～300 A,频率为15 Hz.利用化学分析法对比了不同电磁场强度下镁合金铸锭径向主要溶质元素的分布情况.结果表明,电磁搅拌可以有效改善镁合金铸锭主要溶质元素的分布,并且当施加电流强度为20～50 A时,铸锭径向元素偏析比明显减小,达到了改善镁合金铸锭宏观偏析的效果.电流强度超过100 A时,电磁场强度较大会引起熔体过搅现象,从而导致溶质元素偏析程度恶化.%The influence of electromagnetic stirring on macrosegregation of semi-continuouly cast magnesium alloy was studied.The AZ61 magnesium alloy ingot 320 mm in diameter was produced by electromagnetic casting process.The stirring electric current was varied from 0 to 300 A at frequency of 15 Hz.The variation of solute content along the radius of ingot was examined by means of chemical analysis under different magnetic fields.The results showed that the electromagnetic stirring had a great influence on the improvement of solute distribution in the magnesium alloy ingot.Further,the segregation ratio along the radius of ingot was reduced obviously when the intensity of coil current was in the range from 20 A to 50 A,which can effectively improve the macrosegregation in magnesium alloy ingots.At current intensities higher than 100 A,the greater electromagnetic fields would cause the molten metal to be over-stirred,resulting in the worse macrosegregation of solute elements.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】4页(P67-70)【关键词】电磁搅拌;半连续铸造;镁合金;宏观偏析【作者】张成;徐世伟;唐伟能;谢玉【作者单位】宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海201900;上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海201900;上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海201900;上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海201900;上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心,上海201900【正文语种】中文镁合金作为最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、导热性好、电磁屏蔽效果佳、阻尼减震性能好、机械冷加工性能优良、零件尺寸稳定以及易回收等优点，在航空航天、汽车工业、电子信息和民用家电等领域的应用越来越广泛[1- 2]。
