AZ80镁合金低压脉冲磁场半连续铸造过程的数值模拟和实验研究

发布时间：2018-09-11 20:59

【摘要】：采用有限元方法对AZ80镁合金低压脉冲磁场半连续铸造过程的电磁场、流场和温度场进行数值模拟,对铸锭的组织进行观察和分析,并与普通半连续铸造铸锭晶粒组织进行对比。模拟结果表明:在低压脉冲磁场半连续铸造过程中,结晶器中的熔体受脉冲电磁力作用产生强迫对流和电磁振荡,使得熔体的径向温度梯度有所降低。组织观察结果显示,与普通半连续铸锭相比,低压脉冲磁场半连续铸锭晶粒明显细化,枝晶尖端发生钝化。在低压脉冲磁场半连续铸造凝固过程中,结晶器壁附近形核的临界形核半径和临界形核功有所降低,同时脉冲磁场形成的熔体对流使结晶器壁处形成的晶核随着对流扩散到熔池内部,使形核率增加,另外脉冲磁场能够通过尖端钝化的方式抑制晶粒的生长,从而造成低压脉冲磁场铸锭的晶粒细化。
[Abstract]:The electromagnetic field, flow field and temperature field of semi-continuous casting process of AZ80 magnesium alloy with low-pressure pulsed magnetic field were numerically simulated by finite element method. The microstructure of the ingot was observed and analyzed, and the grain structure of the ingot was compared with that of conventional semi-continuous casting ingot. The simulation results show that during the semi-continuous casting process of low-pressure pulsed magnetic field, the melt in the mold is forced convection and electromagnetic oscillation by pulsed electromagnetic force, and the radial temperature gradient of the melt is decreased. The results of microstructure observation show that the grain size of low-pressure pulsed magnetic field semi-continuous ingot is finer than that of ordinary semi-continuous ingot and the dendrite tip is passivated. The critical nucleation radius and the critical nucleation work near the mold wall are decreased during the semi-continuous casting solidification process of low-pressure pulsed magnetic field. At the same time, the melt convection formed by the pulsed magnetic field makes the crystal nucleus formed at the wall of the crystallizer diffuse into the inner of the melting pool with convection, and the nucleation rate increases. In addition, the pulse magnetic field can inhibit the grain growth through the passivation of the tip. As a result, the grain size of the low pressure pulsed magnetic field ingot is refined.
【作者单位】：中国科学院金属研究所;
【基金】：国家重点基础研究发展计划资助项目(2013CB632205) 国家重点研发计划资助项目(2016YEB0301105)~~
【分类号】：TG292

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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