一、铝合金电磁铸造技术（论文文献综述）
王宇钊[1]（2021）在《铝合金连铸坯复合外场均质化控制技术研究》文中认为2219铝合金属于热处理可强化型变形铝合金,具有较高的比强度和良好的焊接性能以及优秀的高低温力学性能,工作温度可达到-250℃～300℃,在航空航天领域获得广泛的应用。但随着航空航天等领域的技术发展,急需大规格铝合金构件以满足使用要求。而随着铝合金铸锭尺寸的增大,由于尺寸效应,偏析、缩孔疏松等缺陷越发突出,极大影响了铸锭的使用。针对这一情况,中科院金属所提出超大尺寸金属构筑成形技术,以“基材构筑、以小制大”的理念,通过构筑小型均质化铸坯作为基元,通过后续表面处理及扩散连接等技术,获得超厚尺度均质化大锻坯。本文以截面尺寸为200mm×1000mm的2219铝合金作为研究对象,通过数值模拟分析及凝固模拟实验,以电磁/超声复合外场的方式进行研究。本文利用数值模拟软件Fluent和Maxwell对电磁铸造过程进行仿真分析。发现糊状区尺寸及液穴深度随着拉坯速度的增大而显着增加,并对拉坯速度与冷却水量的对应关系进行了探究;同时通过模拟分析确定了铸坯的长度方向单位周长上的最佳冷却水分布为1:10:30。而电磁场的模拟结果表明,电磁感应强度主要集中在铸坯表面且在感应线圈折弯处和铸坯角部最大;电磁场与流场的耦合分析表明电磁场能够显着改善铸坯液穴内的流场及温度场分布,提高不同位置糊状区尺寸的均匀性,减小铸坯中心处糊状区厚大的区域,有助于缩小需要施加超声作用的区域范围。通过在凝固模拟实验中添加超声,探究了不同超声施加方式的作用规律。结果表明,本文所研究模型中需要施加超声作用的区域为铸坯中心糊状区厚大的区域,且宜采用较高超声功率以扩大超声作用范围,获得均质化的晶粒细化效果。同时晶粒细化作用对施加超声的时间并不敏感,可以适当提高拉坯速度以提高生产效率。为保证细化后晶粒尺寸的均匀性,超声探头不宜插入糊状区过深,最佳位置为糊状区顶部区域。
王睿[2]（2020）在《物理外场辅助半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能》文中认为Al-Zn-Mg-Cu合金因其出色的力学性能,已在航空航天领域的承力结构件上大量应用,此外,在民用领域也具有广泛的应用前景。大量研究表明在Al-Zn-Mg-Cu合金铸锭制备过程中,合金的组织均匀性差和力学性能不稳定等问题已经成为行业难题,造成这些问题的主要原因是其较高的合金化程度和较宽的结晶范围,导致铸锭横断面结晶一致性差。然而,目前较为先进的物理外场辅助半连续铸造技术在解决以上问题时具有优越性。本文分别采用电磁场和超声波辅助半连续铸造制备Al-Zn-Mg-Cu合金,并分别研究了不同物理外场辅助下铸态合金的组织演变以及力学性能,以期制备组织均匀和力学性能稳定的合金原料。同时,探究电磁场和超声波对于合金细化的规律和改善凝固的机理,为工业应用提供理论依据。（1）在电磁场辅助半连续铸造下,铸锭组织明显细化且均匀性明显改善,随着电磁场频率的提高,铸态合金心部组织细化程度提高,不同位置组织均匀性也逐渐提高,在45Hz时组织最为均匀,且圆棒铸锭心部与边部晶粒尺寸分别为76.6μm和70.3μm,晶粒最为细小,晶粒尺寸整体差异最小;相对于未施加电磁场时,第二相尺寸明显细化,当磁场频率为45Hz时,第二相形貌由未施加磁场时的网状和棒状转变为球状和针状,第二相面积分数也大幅减小,心部和边部由未施加磁场时的1.87%和1.79%分别降至0.78%和0.70%,此外心部合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率由未施加磁场时的280MPa、175MPa和6.0%分别提升到了308MPa、212MPa和8.5%,边部由309MPa、215MPa和11.5%分别提升到322MPa、221MPa和12.0%。（2）在超声波辅助半连续铸造下,当超声波功率为900W时,铸锭不同位置组织均明显细化,当功率达到1500W时,晶粒最细且组织均匀性和力学性能最佳:铸锭心部与R/2位置晶粒尺寸分别为60.2μm和68.3μm,不同位置晶粒尺寸差异最小,较未施加超声波时晶粒尺寸分别减小了42.3%和12.1%;第二相大幅度细化,第二相形貌由未施加超声波时的网状转变为球状和小块状,心部第二相面积分数由未施加超声波时的3.04%降至0.42%;心部合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率由未施加超声波时的280MPa、161MPa和9.5%分别提升到了326MPa、218MPa和14.5%;R/2位置由304MPa、191MPa和13.5%分别提升到了318MPa、205MPa和14.0%。
邱阳[3]（2019）在《内置电磁搅拌制备大规格高强韧铝合金铸锭研究》文中进行了进一步梳理目前,全球航空航天和轨道交通产业正处于高速发展阶段,需要大量高性能材料为其保驾护航。在众多高性能材料之中,大规格高强韧铝合金占据着举足轻重的地位。航空航天和轨道交通用高强韧铝合金通常为变形件,因此其性能一方面取决于变形工艺,另一方面也取决于变形加工的基础——铸锭。但是,随着铸锭规格的增大,组织粗大、不均匀以及宏观偏析等问题愈发严重,极大地削弱了材料的服役性能。传统电磁搅拌法通常施加于熔体外部,由于交变电磁场存在集肤效应,因此只能解决较小规格铸锭中存在的这些问题,对直径超过600mm的铸锭的搅拌效果则大打折扣。为此,本文发明了在熔体内部施加兼具冷却功能的电磁搅拌新方法——内置电磁搅拌,开展了内置电磁搅拌半连续铸造制备大规格高强韧铝合金铸锭的数值模拟和实验研究,具体的研究内容和研究结果如下:（1）建立了温度场、速度场和电磁场相耦合的内置电磁搅拌半连续铸造数学模型,通过数值模拟考察了内置电磁搅拌产生磁场的基本规律,验证了内置电磁搅拌法的可行性和高效性,探究了半连续铸造过程中内置电磁搅拌的电流频率、中心冷却位置和冷却强度对熔体速度场和温度场的影响,确定了较为适宜的半连续铸造和内置电磁搅拌工艺参数,为后续的实验研究提供了参考依据。（2）在数值模拟的基础上,开发了内置电磁搅拌技术装备原型,并将其应用于大规格高强韧铝合金铸锭的制备。结果显示,对于直径508mm2219铝合金铸锭,内置电磁搅拌法可显着细化、均匀化组织,从边部到心部的平均晶粒尺寸在124～135 μm之间。内置电磁搅拌法还大幅减少了疏松缺陷的数量,显着改善了 Cu元素的宏观偏析,铸锭边部和心部的相对偏析率分别降低至4.0%和2.3%。对于直径508 mm 7050铝合金铸锭和直径630 mm超大规格2219铝合金铸锭,内置电磁搅拌法同样可以起到细化组织和减轻宏观偏析的作用。相较于传统电磁搅拌法,内置电磁搅拌法对组织的细化和成分的均匀化效果更加明显。（3）在数值模拟和实验研究的基础上,探究了内置电磁搅拌作用下铸锭组织细化及成分均匀化的机理。内置电磁搅拌法增加了晶核的数量,提高了晶核的存活率并促使其分散地更加均匀。磁场减小了系统自由能,进而减小了临界形核半径和临界形核功。内置电磁搅拌法减小了温度梯度G,增加了单位体积中最初可获得的非均匀形核基底颗粒的总数N0,为柱状晶向等轴晶的转变提供了有利条件。热电第二效应和心部冷却通过影响柱状晶生长前沿的过冷度,进而对柱状晶向等轴晶转变产生影响。当ATp<ATI时,有助于柱状晶向等轴晶转变。AN0、△Tp、ATI和△G的综合作用对柱状晶向等轴晶转变的影响非常复杂,尤其是当△Tp>△T1时,可能对柱状晶向等轴晶的转变起到抑制作用。适当地增加感应线圈与凝固前沿之间的距离和适当地增大心部冷却强度,有助于柱状晶向等轴晶转变,但心部冷却强度并非越大越好。内置电磁搅拌减轻了熔体中的热溶质对流,增强了溶质由心部向边部的传输,同时降低了渗透率,最终减轻了合金元素在铸锭边部的负偏析和心部的正偏析。（4）对内置电磁搅拌半连续铸造2219铝合金铸锭（组织细小、成分均匀）和普通半连续铸造2219铝合金铸锭（组织粗大、成分不均匀）进行了热模拟实验,探究了内置电磁搅拌对铸锭热变形的影响。分别建立了热变形本构方程和加工图,并确定了适宜的热变形工艺参数。相较于普通半连续铸造,内置电磁搅拌半连续铸造2219铝合金铸锭热变形的安全区更大,适宜的加工窗口更宽而且应变速率更快。
罗亚君[4]（2018）在《大规格7系铝合金铸锭均冷环缝式电磁搅拌铸造技术研究》文中研究表明7系高强铝合金具有轻质、高强、高韧、耐蚀等优点,在航空航天、国防军工、轨道交通等领域得到广泛应用。但是普通半连续铸造方法制备的大规格高强铝合金铸锭存在组织粗大、偏析、热裂等缺陷,严重影响材料后续加工及最终产品的服役性能。为此,基于环缝式电磁搅拌熔体处理技术原理,通过对大体积合金熔体施加中心冷却和电磁搅拌耦合处理,本文发明了均冷环缝式电磁搅拌制备大规格细晶均质高强铝合金铸锭新方法。采用数值模拟和实验研究相结合的方法,设计开发出均冷环缝式电磁搅拌铸造技术装备原型,系统研究揭示出均冷环缝式电磁搅拌铸造工艺对7系铝合金铸锭凝固行为、组织性能、作用机理、热变形行为的影响规律,为该项技术的工程化和产业化应用打下坚实的理论和技术基础。本论文主要研究内容和结果如下:建立了包含电磁场、温度场、流场和凝固过程的多物理场耦合的均冷环缝式电磁搅拌铸造三维数值模型。采用该模型系统地研究了均冷环缝式电磁搅拌铸造工艺参数对7系高强铝合金铸锭制备过程中熔体温度场、流场和凝固行为的影响规律。对比发现施加均冷环缝式电磁搅拌能显着提高半连续铸造过程中合金熔体热对流和热传导,增加熔体冷却速率,降低液穴深度。采用数值模拟优化确定了中心冷却器冷却强度,搅拌电流、搅拌位置等工艺参数范围,为实验研究提供设计依据。在数值模拟的基础上,设计开发出均冷环缝式电磁搅拌铸造技术设备原型。开展了大规格7系高强铝合金铸锭制备工艺试验研究,系统研究了中心冷却强度、搅拌电流和搅拌位置等参数对铸锭凝固行为和组织成分的影响规律。突破了大规格7系高强铝合金铸锭制备的技术难题,先后成功制备出直径500mm以上的7005、7050、7055铝合金铸锭,与普通半连续铸造制备的铸锭相比,铸锭组织明显细化均匀化,平均晶粒尺寸小于200μm;合金元素的相对偏析率小于5%,有效改善铸锭宏观偏析。研究了均冷环缝式电磁搅拌铸造对大规格高强铝合金铸锭凝固行为的影响及其作用机理。施加均冷环缝式电磁搅拌能够显着熔体温度场和成分场的均匀性,有利于实现大体积熔体的爆发式形核,可显着提高有效形核率。从热力学的角度解析了均冷环缝式电磁搅拌对形核的影响,均冷环缝式电磁搅拌能够提高金属熔体形核过冷度,增加单位体积吉布斯自由能差、磁吉布斯自由能差和电吉布斯自由能差,降低均匀形核和非均匀形核的临界形核半径和临界形核功。均冷环缝式电磁搅拌铸造能够有效改变凝固前沿熔体的流动方向,具有改善大铸锭宏观偏析的作用。研究了均冷环缝式电磁搅拌铸造制备的大规格高强铝合金铸锭的铸态力学性能和热变形行为。对比普通半连续铸造,发现均冷环缝式电磁搅拌铸造制备的7005铝合金铸锭的力学性能,抗拉强度和延伸率都显着提高。7005铝合金铸锭热压缩模拟结果表明,通过均冷环缝式电磁搅拌铸造制备的细晶均质铸锭,其热变形加工性能明显改善,流变应力降低,均匀性显着提高,热变形加工窗口扩大,这些研究将为后续热变形加工提供强有力的理论和工艺指导。
柏媛媛[5]（2018）在《镁合金大扁锭半连铸非稳态物理场的数值模拟》文中研究说明镁合金宽幅板带材是变形镁合金应用的主要产品形式,也是镁合金可以大量应用的潜在高附加值产品。扁锭铸造-热轧开坯-薄带卷轧是其工业化规模化低成本生产的最佳工业路线,其中大规格高质量镁合金扁锭半连铸生产是该技术路线的主要工序,也是实现宽板带卷轧制生产的前提。目前,热裂是大规格镁合金扁锭铸造面临的主要技术问题,因此对铸造过程中的应力场与应变场开展数值模拟研究对半连铸结晶器结构优化设计与铸造工艺窗口的初步确定均具有十分重要的现实意义。AZ31B是目前镁合金板带材轧制的主要合金牌号,本文研究了 Ca对AZ31B热裂敏感性的影响,同时研究了具有较大热裂敏感性的ZK60合金及其添加Y对热裂敏感性的影响,在此基础上研究了规格为400mm×1450mm的扁锭半连铸工艺在铺底和启车初始阶段的非稳态应力与应变行为及其热裂倾向性,研究取得以下主要结论:Clyne-Davies模型预测结果表明,在测试合金中AZ31B-3Ca合金和ZK60-0.5Y合金的热裂敏感性最低;热收缩实验的结果表明,随着Ca含量的增加,AZ31B镁合金的热裂敏感性先降后升,随着Y含量的升高,ZK60镁合金的热裂敏感性升高,热裂纹敏感系数CSC（Cracking Susceptiblity Coefficient）预测结果和热收缩实验结果基本吻合;铺底阶段的数值模拟结果表明,对Φ160mmAZ31B圆锭来说,铺底保留时间为40s,液面高度为50mm时铺底阶段的热裂倾向性最小;铺底阶段三种不同合金的热裂倾向性顺序为:ZK60>AZ31B>AZ80;添加3%Ca时AZ31B的热裂倾向性最小;添加0.5%Y时ZK60的热裂倾向性最小;对横截面尺寸为400mm×1450mm的AZ31B扁锭来说,铺底保留时间为60s,液面高度为150mm时合金热裂倾向性最小;启车阶段的数值模拟结果表明,对400mm×1450mmAZ31B镁合金大扁锭来说,铸造速度对热裂的影响很大,提高铸造速度,熔体流动速度加快,液穴加深,铸锭的等效应力、等效应变和裂纹断裂指数CDI均变大,但是合金凝固危险点的CDI均较小,因此,启车的最大安全速度可以达到36mm/min;提高浇注温度（温度范围:930K～970K）,液穴加深,尽管等效应力和等效应变变化不大,但CDI最大值先降后升,因此,浇注温度为950K时热裂倾向最小;当电磁场频率增加（频率范围:10～30Hz）时,尽管趋肤效应明显增加,但液穴区域的磁感应强度和洛伦兹力分布均匀程度明显提高,熔体磁致强制对流程度沿宽向差别显着减小,且沿厚向对流程度减弱,铸锭中心的等效应变和CDI最大值都明显下降,铸锭表面等效应力差别减小;增加电磁场强度（线圈安匝数范围:12～36kAt）,磁感应强度渗透深度增加,洛伦兹力增大,对熔体的流动方向影响不明显,熔体流动的最大速度增大,液穴内的磁感应强度、洛伦兹力和熔体流动的分布均匀程度下降,同时液穴变深,铸锭中心的等效应变和CDI最大值都明显升高,线圈安匝数为12kAt时,热裂趋势最小。
李森[6]（2017）在《镁合金电磁铸造中磁场分布及成分偏析研究》文中研究指明近年来,为了提高半连续铸造生产的镁合金铸锭质量,电磁搅拌作为一种高效、无接触的改进工艺受到了重点关注。因此,研究电磁搅拌过程中结晶器内磁场分布以及不同电磁参数对镁合金铸锭溶质成分区域偏析的影响有着重要意义。本文依托宝钢集团中央研究院镁合金电磁铸造项目,通过模拟计算、磁场分布检测以及实际镁合金电磁铸造实验等方法对镁合金电磁搅拌技术展开了研究。主要研究内容如下:首先采用数值模拟与现场测量相结合的方法,对电磁搅拌下镁合金半连续铸造结晶器中径向磁感应强度分布进行了仿真计算。考察了结晶器铜套厚度、电流强度、频率对磁感应强度和磁场分布状态的影响。提出了径向磁场分布评价指标和方法（径向磁场均匀性系数δ）,探讨了磁场均匀性系数的计算方法和物理意义。另一方面,运用化学分析法与直读光谱法,对不同电磁参数下镁合金铸锭中主要溶质元素的偏析情况进行了研究。提出了镁合金溶质偏析指数γ作为溶质元素偏析情况的评价指标,为电磁铸造搅拌参数的优化选和选择提供理论依据。通过本文的研究,为镁合金电磁铸造技术的开发与应用做出一定的贡献。
胡文义[7]（2016）在《变形镁合金板坯半连铸工艺及理论研究》文中研究表明在能源紧张和环保的压力下镁合金变形材的大规模应用势在必行,其中板材是镁合金变形材应用最为广泛和最为大宗的工业产品类型,而大批量工业化生产宽幅板材及板卷上具有明显优势的热轧开坯工艺路线的前提条件是制备大规格、高质量、低成本的铸造板坯产品。由于板坯铸造工艺中凝固和传热的面对称特点,其凝固组织与铸造应力控制难度较大,特别是在大宽厚比大截面尺寸时更为严重。本研究作为国家重点基础研究发展规划资助项目（973）“低成本高质量大尺寸镁合金锭坯的凝固成形”和国家科技支撑计划（十二五）“镁合金板带高效低成本轧制技术开发”的一部分,将电磁场和超声场应用于镁合金板坯的半连续铸造过程中,针对不同规格的镁合金板坯采用实验和模拟相结合的方式,研究了镁合金板坯半连续铸造过程中速度、冷却和分流等工艺参数和电磁场与超声场对凝固过程传热行为的影响。本研究首先采用实时测温研究了截面尺寸为130mm×300mm的镁合金板坯DC铸造过程的传热行为,结果表明:铸造速度和二冷水变化对传热与凝固行为的影响与其导致的一冷和二冷的散热量变化以及二冷对一冷的影响有关。铸造速度提高后糊状区厚度及其在横截面上的厚度差别均显着减小,进而获得了更加均匀的凝固组织,同时也有助于提高凝固过程中靠近结晶器内壁附近熔体凝固初期（高温区）的冷却速率和热流方向,进而抑制了一次枝晶的生长和柱状晶区的形成。提高二冷水强度时糊状区厚度及厚度差别的变化规律同提高铸造速度相似,但作用效果略小,但可显着改变边部区域的散热取向并明显抑制柱状晶区的形成。通过板坯LFEC铸造过程实时测温实验表明:低频电磁场的强制对流作用使板坯液穴深度、糊状区厚度及横截面上的厚度差别均明显减小,进而使板坯凝固冷却速率提高且更加均匀,并获得均匀、细化的凝固组织。进一步增加电磁强度后板坯大面角部附近熔体的初始冷却速率提高,进而导致枝晶粗化。增加二冷水流量可降低结晶器壁面附近电磁场强制对流效果,从而降低该区域内凝固初始冷速,使凝固组织枝晶化和粗化。结晶器内套局部绝热对电磁铸造的传热和凝固行为有显着影响,四周全部绝热优于小头局部绝热。通过对大规格镁合金板坯LFEC铸造实验研究发现,合理调节铸造速度可获得均质且凝固组织较为细小均匀的铸造板坯,横截面尺寸为300mm×800mm板坯电磁铸造的合理铸造速度为30mm/min左右。因电磁强制对流作用使超声作用范围显着扩大,在横截面尺寸为350mm×860mm板坯的LFEC铸造过程中合理位置施加超声后可进一步显着细化凝固组织并抑制柱状晶形成及宏观偏析。大规格镁合金板坯裂纹主要是凝固过程填充不畅与铸造应力共同作用的结果,填充不畅所致的裂纹易发生于板坯大面上对称面附近,而铸造应力导致的裂纹则可能发生在大面上凝固壳高度较低的部位。对横截面尺寸为400mm×1450mm的特大规格板坯的铸造数值模拟结果表明:电磁场对铸造过程具有显着的作用效果,提高电磁强度（电流强度）后板坯心部强制对流范围扩大,促进了心部的热量交换。铸造速度提高后液穴深度增大,凝壳高度显着降低且周向的高度差增加。提高板坯大面中间位置的冷却强度后该处凝壳高度上升且凝壳周向高度差减小,凝固过程冷却速率差别也减小。相比于电磁场,超声场对特大规格板坯铸造过程中温度场和流场的影响范围较小,仅当超声功率较大时超声杆正下方熔体温度才小幅升高,且在特大规格板坯铸造时超声杆对电磁场分布的影响不大。分流槽设计对铸造过程中的温度场和流场的优化影响巨大,减少分流槽上距离大面中心位置最近处的流孔数量,可使水平方向的温度差别和液穴深度显着减小,进而提高横截面上的凝固均匀性。最后在板坯凝固过程传热行为研究基础之上,设计了特大规格板坯铸造结晶器系统。
张零兮[8]（2015）在《脉冲电流及磁场下6181铝合金的凝固组织与性能》文中指出为获得组织性能更好的6181铝合金材料,在凝固过程中通过施加不同的外场来提高铝合金的组织性能是国内外的研究热点之一。本文以6181铝合金为研究对象,在铸造过程中对6181铝合金施加脉冲电流、电磁场、脉冲电流与电磁复合场,研究不同外场条件对6181铝合金铸造材料微观组织与性能的影响,并且得到如下结论:（1）普通铸造条件下6181铝合金材料的显微组织中存在柱状晶和树枝晶,且晶粒尺寸较大;（2）与普通铸造得到的6181铝合金铸件相比,分别施加脉冲电流、电磁场、脉冲电流与电磁复合场都对6181铝合金铸件组织起到了细化晶粒,且同时施加脉冲电流与电磁复合场得到的效果最佳;（3）施加外场条件都可以减轻6181铝合金铸件的偏析情况,且同时施加脉冲电流与电磁复合场得到的效果最佳;（4）施加外场条件可以促进Mg2Si强化相的析出,且同时施加脉冲电流与电磁复合场得到的铝合金铸件Mg2Si析出的最多且分布更均匀;（5）与普通铸造得到的6181铝合金铸件相比,分别施加脉冲电流、电磁场、脉冲电流与电磁复合场下铸造得到的铝合金铸件的硬度都有所提高,拉伸性能也明显得到提高,且同时施加脉冲电流与电磁复合场得到的铝合金铸件力学性能最优;（6）通过分析不同外场条件下得到的6181铝合金铸件的组织性能,得到最优的外场条件是脉冲电流与电磁复合场。
赵婷婷[9]（2015）在《轨道交通用6005A铝合金铸造过程的数值模拟》文中认为近年来,铝合金以其优良的强度、焊接性和挤压性在国内外被广泛应用于交通运输业。然而普通的半连续铸造方法所制出的铝合金铸锭的晶粒较为粗大,容易出现心部负偏析,裂纹等缺陷。为了解决这一问题,得到质量优良的铝合金铸锭,本次课题主要通过施加低频电磁场,改变铸造参数及分流方式等方法来得到晶粒均匀细小的6005A铝合金铸锭,为交通用铝合金的生产提供技术支持。为了了解低频电磁场的施加及铸造条件的改变对各个宏观物理场的影响,本文利用商业有限元软件ANSYS和CFD软件FLUENT建立了适用于LFEC和DC两种过程中流场、温度场、电磁场等多物理场相互作用耦合的数学模型。利用建立好的数学模型模拟计算了 Φ582mm铝合金6005A的DC和LFEC的过程,并将数值模拟计算所得的结果与实际中实验测量的数据进行对比,发现二者基本吻合,由此可知数值模拟的计算结果较为合理准确。在本次数值模拟中主要分析了施加低频电磁场对Φ582mm的铝合金铸锭在铸造过程中对宏观物理场的影响。同时分析了在LFEC过程中不同的铸造速度、浇铸温度、电流强度、二冷区刮水器是否添加等不同的铸造条件对于各个宏观物理场的影响。也分析了铝合金熔体不同的分流方式对于铸造过程温度场的影响。数值模拟的计算结果表明:低频电磁场将会产生洛伦兹力,使铝合金熔体发生强迫对流,加快流动速度,改变流动方向,促进铝合金熔体的换热速度,防止铝合金熔体过热现象的产生,使铸锭内的温度分布更加均匀,液穴变浅。同时结晶器附近的电磁线圈引起的电磁搅拌使凝固前沿速度加快,有利于凝固组织的均匀细化。而采用多点供流的分流方式可以使铸锭内各处的铝合金溶质分布均匀并趋于铝合金熔体原始的溶质浓度,防止铸锭中心发生负偏析现象,得到质量较好的铝合金铸锭。
窦超[10]（2015）在《电磁铸造对高强铝合金组织性能的影响》文中指出介绍了无模电磁铸造EMC、软接触电磁铸造SEC、低频电磁铸造LFEC三种电磁铸造技术。从表面质量、铸态组织、晶内固溶度等方面探讨了电磁铸造对高强铝合金组织结构的影响,并分析了电磁铸造对合金性能的影响。该技术能够有效改善高强铝合金的组织和性能。
二、铝合金电磁铸造技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铝合金电磁铸造技术（论文提纲范文）
（1）铝合金连铸坯复合外场均质化控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 铝及铝合金概述 |
| 1.1.1 纯铝的性质 |
| 1.1.2 铝合金的分类 |
| 1.1.3 2219 铝合金的应用 |
| 1.2 电磁铸造的原理及特点 |
| 1.2.1 电磁铸造的基本原理 |
| 1.2.2 电磁铸造技术实验装置 |
| 1.2.3 电磁铸造的特点 |
| 1.2.4 电磁铸造技术的发展与现状 |
| 1.3 超声在金属凝固中的应用 |
| 1.3.1 超声场简介 |
| 1.3.2 超声场作用机理 |
| 1.3.3 超声场在金属凝固中的作用研究 |
| 1.4 数值模拟的发展及应用 |
| 1.5 本文研究背景及主要内容 |
| 2 仿真数学模型及实验方案 |
| 2.1 连铸过程数值模拟 |
| 2.1.1 几何模型及基本假设 |
| 2.1.2 物理场控制方程 |
| 2.1.3 边界条件 |
| 2.2 凝固模拟实验 |
| 2.2.1 合金成分及原料 |
| 2.2.2 熔炼工艺 |
| 2.2.3 参数控制及组织分析 |
| 3 电磁铸造铝合金板坯凝固过程数值模拟研究 |
| 3.1 铸造速度及冷却水量探究 |
| 3.1.1 冷却水冷却范围探究 |
| 3.1.2 不同拉坯速度下冷却水量及液穴形貌 |
| 3.2 连铸过程冷却水分布研究 |
| 3.2.1 冷却水分布区域划分 |
| 3.2.2 不同冷却水分布下的液穴形貌 |
| 3.3 电磁场对流场和温度场的影响 |
| 3.3.1 电磁场下铸坯的磁感应分布 |
| 3.3.2 电磁场对流场的影响 |
| 3.3.3 电磁场对温度场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 凝固模拟实验超声作用研究 |
| 4.1 超声功率对作用范围的影响 |
| 4.2 超声作用时间对晶粒尺寸的影响 |
| 4.3 凝固时间对晶粒尺寸的影响 |
| 4.3.1 铸坯不同位置的凝固时间差异 |
| 4.3.2 凝固时间对晶粒尺寸的影响 |
| 4.4 超声施加方式对晶粒尺寸的影响 |
| 4.4.1 超声施加时间点对晶粒尺寸的影响 |
| 4.4.2 凝固末期施加功率超声对第二相形貌的影响 |
| 4.4.3 超声作用效果差异机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）物理外场辅助半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 Al-Zn-Mg-Cu合金概述 |
| 1.2 半连续铸造技术 |
| 1.3 电磁场辅助半连续铸造技术 |
| 1.3.1 电磁铸造技术的发展 |
| 1.3.2 电磁场搅拌技术的发展 |
| 1.4 超声波辅助半连续铸造技术 |
| 1.4.1 超声波系统的结构与原理 |
| 1.4.2 超声波的应用与研究现状 |
| 1.5 本文研究目的、意义与内容 |
| 1.5.1 本文研究目的及意义 |
| 1.5.2 本文研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 电磁场辅助半连续铸造实验 |
| 2.2.2 超声波辅助半连续铸造实验 |
| 2.3 显微组织观察与分析 |
| 2.3.1 金相显微组织观察 |
| 2.3.2 SEM分析 |
| 2.4 力学性能检测 |
| 2.4.1 拉伸性能测试 |
| 2.4.2 显微硬度测试 |
| 第3章 电磁场辅助对铸态Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 显微组织 |
| 3.2.1 金相组织观察 |
| 3.2.2 SEM观察及EDS分析 |
| 3.2.3 微观元素偏析分析 |
| 3.3 力学性能 |
| 3.3.1 拉伸性能 |
| 3.3.2 洛氏硬度 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声波辅助对铸态Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 显微组织 |
| 4.2.1 金相组织观察 |
| 4.2.2 第二相形貌与尺寸变化分析 |
| 4.3 力学性能 |
| 4.3.1 拉伸性能 |
| 4.3.2 洛氏硬度 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（3）内置电磁搅拌制备大规格高强韧铝合金铸锭研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强韧铝合金的研究进展 |
| 1.2.1 2XXX系铝合金的发展历程 |
| 1.2.2 7XXX系铝合金的发展历程 |
| 1.3 铝合金铸锭制备技术的研究进展 |
| 1.3.1 半连续铸造技术的发展历程 |
| 1.3.2 外场辅助控制凝固技术的研究进展 |
| 1.4 大规格高强韧铝合金铸锭存在的问题 |
| 1.4.1 组织粗大不均匀 |
| 1.4.2 宏观偏析 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 数值模拟方法 |
| 2.2 实验研究方法 |
| 3 内置电磁搅拌模型的建立 |
| 3.1 内置电磁搅拌方法的提出 |
| 3.2 内置电磁搅拌的数学模型 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 控制方程 |
| 3.2.3 边界条件 |
| 3.2.4 数值模拟流程 |
| 3.3 内置电磁搅拌法产生磁场的基本规律 |
| 3.3.1 内置电磁搅拌产生磁场的特征 |
| 3.3.2 电流安匝数对磁场的影响 |
| 3.3.3 电流频率对磁场的影响 |
| 3.3.4 内置电磁搅拌可行性的模拟验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 内置电磁搅拌半连续铸造的工艺优化 |
| 4.1 半连续铸造工艺参数对铸锭的影响 |
| 4.2 电流频率对铸锭的影响 |
| 4.3 中心冷却位置对铸锭的影响 |
| 4.4 中心冷却强度对铸锭的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 内置电磁搅拌制备大规格高强韧铝合金铸锭的实验研究 |
| 5.1 内置电磁搅拌装置的开发 |
| 5.2 内置电磁搅拌制备直径508 mm 2219铝合金铸锭 |
| 5.2.1 内置电磁搅拌对铸锭组织的影响 |
| 5.2.2 内置电磁搅拌对拉伸断口形貌的影响 |
| 5.2.3 内置电磁搅拌对宏观偏析的影响 |
| 5.3 内置电磁搅拌工艺参数对直径508 mm 2219铝合金铸锭的影响 |
| 5.3.1 电流频率对铸锭的影响 |
| 5.3.2 冷却位置对铸锭的影响 |
| 5.3.3 冷却强度对铸锭的影响 |
| 5.4 内置电磁搅拌制备直径508 mm 7050铝合金铸锭 |
| 5.4.1 内置电磁搅拌对7050铝合金组织的影响 |
| 5.4.2 内置电磁搅拌对7050铝合金宏观偏析的影响 |
| 5.5 内置电磁搅拌制备直径630 mm超大规格2219铝合金铸锭 |
| 5.5.1 普通半连续铸造直径630 mm 2219铝合金铸锭 |
| 5.5.2 内置电磁搅拌半连续铸造直径630 mm 2219铝合金铸锭 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 内置电磁搅拌细化组织和均匀成分的机理研究 |
| 6.1 内置电磁搅拌细化组织的原因 |
| 6.2 内置电磁搅拌对形核的影响 |
| 6.2.1 内置电磁搅拌作用下的均匀形核 |
| 6.2.2 内置电磁搅拌作用下的非均匀形核 |
| 6.3 内置电磁搅拌对柱状晶向等轴晶转变的影响 |
| 6.4 内置电磁搅拌均匀成分的原因 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 内置电磁搅拌制备2219铝合金铸锭的热变形研究 |
| 7.1 流变应力 |
| 7.2 热变形本构方程的建立 |
| 7.3 热变形加工图的构建 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）大规格7系铝合金铸锭均冷环缝式电磁搅拌铸造技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 7系铝合金研究发展现状 |
| 1.2.1 7系铝合金的发展 |
| 1.2.2 7系铝合金主要合金元素 |
| 1.2.3 7系铝合金强韧化机理 |
| 1.3 大铝合金铸锭技术发展现状 |
| 1.3.1 DC铸造技术 |
| 1.3.2 热顶铸造技术 |
| 1.3.3 外场在铝合金铸锭应用 |
| 1.3.4 数值模拟技术 |
| 1.4 大规格铸锭存在的问题 |
| 1.4.1 组织粗大不均匀 |
| 1.4.2 宏观偏析 |
| 1.5 研究目标和内容 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 研究的目标 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 1.5.4 研究路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 模拟方法 |
| 2.1.1 模型建立 |
| 2.1.2 热物性参数计算 |
| 2.1.3 电磁场模拟 |
| 2.1.4 铸造模拟 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 铸造实验 |
| 2.2.3 均冷环缝式电磁搅拌 |
| 2.2.4 均匀化热处理 |
| 2.2.5 热模拟试验 |
| 2.3 检测分析 |
| 2.3.1 磁感应强度测量 |
| 2.3.2 液穴形貌观察 |
| 2.3.3 温度检测 |
| 2.3.4 组织观察 |
| 2.3.5 成分分析 |
| 2.3.6 性能测试 |
| 3 均冷环缝式电磁搅拌铸造模型的建立 |
| 3.1 均冷环缝式电磁搅拌技术的提出 |
| 3.1.1 设计思路 |
| 3.1.2 基本原理 |
| 3.1.3 主要优点 |
| 3.2 数值模拟原理 |
| 3.2.1 均匀冷却模型 |
| 3.2.2 电磁搅拌模型 |
| 3.2.3 控制方程 |
| 3.2.4 材料性能 |
| 3.3 数值模拟过程 |
| 3.3.1 几何建模 |
| 3.3.2 网格剖分 |
| 3.3.3 模拟流程 |
| 3.4 数值模拟结果 |
| 3.4.1 电磁场模拟 |
| 3.4.2 均冷环缝式电磁搅拌铸造模拟 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.5.1 实验过程 |
| 3.5.2 液穴形貌 |
| 3.5.3 温度曲线 |
| 3.6 关键工艺优化 |
| 3.6.1 搅拌电流的影响 |
| 3.6.2 搅拌位置的影响 |
| 3.6.3 冷却强度的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 均冷环缝式电磁搅拌铸造实验研究 |
| 4.1 7005铝合金铸锭试验 |
| 4.1.1 宏观组织 |
| 4.1.2 微观组织 |
| 4.1.3 成分分布 |
| 4.2 工艺参数对7005铝合金铸锭组织的影响 |
| 4.2.1 冷却强度的影响 |
| 4.2.2 搅拌电流的影响 |
| 4.2.3 搅拌位置的影响 |
| 4.3 7050铝合金铸锭试验 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 微观组织 |
| 4.3.3 成分分布 |
| 4.4 7055铝合金铸锭试验 |
| 4.4.1 实验过程 |
| 4.4.2 微观组织 |
| 4.4.3 成分分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 均冷环缝式电磁搅拌铸造机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 组织细化基本原理 |
| 5.2.1 大规格组大粗大原因 |
| 5.2.2 中心冷却细化机理 |
| 5.2.3 环缝式电磁搅拌细化机理 |
| 5.2.4 爆发式形核机理 |
| 5.3 晶粒细化热力学分析 |
| 5.3.1 均匀形核 |
| 5.3.2 非均匀形核 |
| 5.4 宏观偏析 |
| 5.4.1 产生机理 |
| 5.4.2 宏观偏析改善机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 均冷环缝式电磁搅拌铝合金铸锭性能研究 |
| 6.1 对静态力学性能的影响 |
| 6.2 对热变形性能的影响 |
| 6.2.1 对流变成力的影响 |
| 6.2.2 加工图基本原理 |
| 6.2.3 对功率耗散效率的影响 |
| 6.2.4 对失稳区的影响 |
| 6.2.5 热加工图 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）镁合金大扁锭半连铸非稳态物理场的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 常用变形镁合金 |
| 1.1.1 AZ31B镁合金 |
| 1.1.2 AZ80镁合金 |
| 1.1.3 ZK60镁合金 |
| 1.2 镁合金板材及其生产与应用 |
| 1.3 半连续铸造技术 |
| 1.4 热裂 |
| 1.4.1 合金凝固的热裂特征 |
| 1.4.2 热裂形成机理 |
| 1.4.3 热裂判据 |
| 1.5 镁合金热裂的数值模拟技术 |
| 1.6 本文主要研究内容及目的 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 热收缩实验材料准备 |
| 2.2 热收缩实验装置 |
| 2.2.1 自由收缩位移测试系统 |
| 2.2.2 受阻收缩应力测试系统 |
| 2.2.3 糊状区力学性能测试系统 |
| 2.3 热裂断口及显微组织的观察 |
| 第3章 Ca对AZ31B合金凝固收缩行为的影响 |
| 3.1 AZ31B-xCa镁合金热裂敏感性理论预测 |
| 3.2 AZ31B-xCa镁合金热裂敏感性分析 |
| 3.3 AZ31B-xCa镁合金凝固末期显微组织分析 |
| 3.4 AZ31B-xCa镁合金两相区力学性能分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 Y对ZK60合金凝固收缩行为的影响 |
| 4.1 ZK60-xY镁合金热裂敏感性理论预测 |
| 4.2 ZK60-xY镁合金热裂敏感性分析 |
| 4.3 ZK60-xY镁合金凝固末期显微组织分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 镁合金DC铸造的数学模型 |
| 5.1 LFEC过程中电磁场的控制方程 |
| 5.2 DC和LFEC过程中流场与温度场的控制方程 |
| 5.3 DC和LFEC过程中合金凝固的数学模型 |
| 5.4 DC和LFEC过程中应力场的数学模型 |
| 5.5 数学模型的假设与简化 |
| 5.6 边界条件 |
| 5.6.1 电磁场计算的边界条件 |
| 5.6.2 流场温度场的边界条件 |
| 5.6.3 应力应变场的边界条件 |
| 5.7 数值模拟的过程和方法 |
| 5.8 铸锭半连续铸造过程的数值实现 |
| 5.8.1 实验材料的物性 |
| 5.8.2 实验材料的力学性能 |
| 5.8.3 几何模型及网格划分 |
| 5.9 小结 |
| 第6章 铺底阶段工艺条件对半连铸过程应力与应变行为的影响 |
| 6.1 铺底保留时间对圆锭热裂的影响 |
| 6.2 铺底液面高度对圆锭热裂的影响 |
| 6.3 合金种类对圆锭热裂的影响 |
| 6.4 Ca对AZ31B圆锭热裂的影响 |
| 6.5 Y对ZK60圆锭热裂的影响 |
| 6.6 铺底保留时间对扁锭热裂的影响 |
| 6.7 铺底液面高度对扁锭热裂的影响 |
| 6.8 小结 |
| 第7章 启车阶段工艺条件对半连铸过程应力与应变行为的影响 |
| 7.1 液面高度对圆锭DC铸造宏观物理场的影响 |
| 7.2 铸造速度对圆锭DC铸造宏观物理场的影响 |
| 7.3 铸造速度对扁锭DC铸造宏观物理场的影响 |
| 7.3.1 铸造速度对扁锭熔体流动的影响 |
| 7.3.2 铸造速度对扁锭温度场的影响 |
| 7.3.3 铸造速度对扁锭应力场和应变场的影响 |
| 7.3.4 铸造速度对扁锭CDI的影响 |
| 7.4 浇注温度对扁锭宏观物理场的影响 |
| 7.4.1 浇注温度对扁锭熔体流动的影响 |
| 7.4.2 浇注温度对扁锭温度场的影响 |
| 7.4.3 浇注温度对扁锭应力场和应变场的影响 |
| 7.4.4 浇注温度对扁锭CDI的影响 |
| 7.5 小结 |
| 第8章 启车阶段电磁条件对半连铸过程应力与应变行为的影响 |
| 8.1 电磁场频率对扁锭宏观物理场的影响 |
| 8.1.1 电磁场频率对扁锭电磁场的影响 |
| 8.1.2 电磁场频率对扁锭熔体流动的影响 |
| 8.1.3 电磁场频率对扁锭温度场的影响 |
| 8.1.4 电磁场频率对扁锭应力场和应变场的影响 |
| 8.1.5 电磁场频率对扁锭CDI的影响 |
| 8.2 电磁场强度对扁锭宏观物理场的影响 |
| 8.2.1 电磁场强度对扁锭电磁场的影响 |
| 8.2.2 电磁场强度对扁锭熔体流动的影响 |
| 8.2.3 电磁场强度对扁锭温度场的影响 |
| 8.2.4 电磁场强度对扁锭应力场和应变场的影响 |
| 8.2.5 电磁场强度对扁锭CDI的影响 |
| 8.3 小结 |
| 第9章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 作者简介 |
| 附件 |
（6）镁合金电磁铸造中磁场分布及成分偏析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 镁与镁合金 |
| 1.1.1 镁资源分布与冶炼 |
| 1.1.2 镁合金材料简介 |
| 1.1.3 镁合金材料的优点 |
| 1.1.4 镁合金材料的缺点 |
| 1.1.5 镁合金材料的应用 |
| 1.2 镁合金半连续铸造 |
| 1.2.1 镁合金半连续铸造的基本工艺参数 |
| 1.2.2 镁合金半连续铸造铸锭组织与元素分布 |
| 1.2.3 镁合金半连续铸造的改进方法 |
| 1.3 电磁搅拌技术简介 |
| 1.3.1 电磁搅拌技术原理 |
| 1.3.2 电磁搅拌的分类和特点 |
| 1.3.3 电磁参数对镁合金组织的影响 |
| 1.4 镁合金电磁铸造发展与研究现状 |
| 1.5 课题的研究意义和主要工作 |
| 1.5.1 课题的研究意义 |
| 1.5.2 课题的主要工作 |
| 1.5.3 课题研究主要流程 |
| 第二章 镁合金电磁铸造实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设备及方法 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 镁合金电磁铸造实验过程 |
| 2.2.3 实验技术路线图 |
| 2.3 结晶器内磁感应强度检测原理及方法 |
| 2.3.1 磁感应强度测量原理 |
| 2.3.2 结晶器内磁感应强度冷态测量 |
| 2.4 结晶器内电磁力检测原理及方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 镁合金电磁铸造结晶器内磁场分布的数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁场分布数值模拟 |
| 3.2.1 基本假设 |
| 3.2.2 数学物理模型 |
| 3.2.3 计算模型验证 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.3.1 结晶器铜套对磁感应强度的影响 |
| 3.3.2 电流强度对磁感应强度的影响 |
| 3.3.3 频率对磁感应强度的影响 |
| 3.3.4 电磁搅拌参数对径向磁场均匀性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 镁合金电磁铸造溶质成分偏析研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验取样与分析方法 |
| 4.2.1 实验取样 |
| 4.2.2 直读光谱分析法与化学分析法 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 溶质区域偏析度 |
| 4.3.2 不同参数条件下Al元素偏析情况 |
| 4.3.3 不同参数条件下Zn元素偏析情况 |
| 4.3.4 不同参数条件下Mn元素偏析情况 |
| 4.3.5 镁合金溶质偏析指数 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（7）变形镁合金板坯半连铸工艺及理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 镁合金及其分类 |
| 1.1.1 镁合金特点 |
| 1.1.2 镁合金分类 |
| 1.2 变形镁合金及其制备加工 |
| 1.2.1 变形镁合金的分类 |
| 1.2.2 变形镁合金的主要加工工艺 |
| 1.3 变形镁合金锭坯制备主要工艺方法 |
| 1.4 半连续铸造工艺 |
| 1.5 变形镁合金锭坯制备历史及现状 |
| 1.6 镁合金的热物性及其DC铸造工艺的热传递 |
| 1.6.1 镁合金的热物性 |
| 1.6.2 锭坯DC铸造工艺的热传递 |
| 1.7 电磁铸造技术 |
| 1.7.1 电磁铸造技术的历史 |
| 1.7.2 电磁铸造的原理 |
| 1.7.3 传统电磁铸造工艺方法 |
| 1.7.4 现代电磁铸造工艺方法 |
| 1.8 功率超声在铸造过程中的应用 |
| 1.8.1 超声铸造的发展历史 |
| 1.8.2 超声铸造的原理 |
| 1.9 本文研究目的和主要内容 |
| 第2章 实验方法与设备 |
| 2.1 熔炼、铸造工艺与设备 |
| 2.1.1 实验原料及合金配制 |
| 2.1.2 熔炼与铸造工艺 |
| 2.1.3 熔炼与铸造设备 |
| 2.2 成分检测方法与设备 |
| 2.3 组织观察方法与设备 |
| 2.3.1 式样制备方法与设备 |
| 2.3.2 二次枝晶臂间距和晶粒尺寸的测量 |
| 2.4 硬度和力学性能检测方法与设备 |
| 2.4.1 硬度检测 |
| 2.4.2 力学性能检测 |
| 2.5 实时测温方法与设备 |
| 2.5.1 实时测温方法 |
| 2.5.2 实时测温设备 |
| 2.5.3 测温数据处理方法 |
| 第3章 数值模拟的数学与物理建模 |
| 3.1 几何模型和网格 |
| 3.2 物理场控制方程 |
| 3.2.1 声场控制方程 |
| 3.2.2 电磁场控制方程 |
| 3.2.3 温度场和流场控制方程 |
| 3.2.4 凝固的数学模型 |
| 3.3 边界条件 |
| 3.3.1 声场边界条件 |
| 3.3.2 电磁场边界条件 |
| 3.3.3 流场和温度场边界条件 |
| 3.4 实验材料的物性 |
| 3.5 数学模型的假设与简化 |
| 第4章 板坯DC铸造传热行为与凝固机理 |
| 4.1 铸造速度对传热与组织的影响 |
| 4.1.1 铸造速度对液穴与糊状区形状的影响 |
| 4.1.2 铸造速度对糊状区内温度场的影响 |
| 4.1.3 铸造速度对凝固组织的影响 |
| 4.2 二次冷却水量对传热与组织的影响 |
| 4.2.1 二次冷却水量对液穴与糊状区形状的影响 |
| 4.2.2 二次冷却水量对糊状区内温度场的影响 |
| 4.2.3 二次冷却水量对凝固组织的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 板坯LFEC铸造传热行为与凝固机理 |
| 5.1 低频电磁场对传热与凝固的影响 |
| 5.1.1 低频电磁场对液穴与糊状区形状的影响 |
| 5.1.2 低频电磁场对糊状区内温度场的影响 |
| 5.1.3 低频电磁场对凝固组织的影响 |
| 5.2 铸造速度对LFEC铸造过程传热与凝固的影响 |
| 5.2.1 铸造速度对液穴与糊状区形状的影响 |
| 5.2.2 铸造速度对糊状区内温度场的影响 |
| 5.2.3 铸造速度对凝固组织的影响 |
| 5.3 二次冷却水量对LFEC铸造过程传热与凝固的影响 |
| 5.3.1 二次冷却水量对液穴与糊状区形状的影响 |
| 5.3.2 二次冷却水量对糊状区内温度场的影响 |
| 5.3.3 二次冷却水量对凝固组织的影响 |
| 5.4 电流强度对LFEC铸造过程传热与凝固的影响 |
| 5.4.1 电流强度对液穴与糊状区形状的影响 |
| 5.4.2 电流强度对糊状区内温度场的影响 |
| 5.4.3 电流强度对凝固组织的影响 |
| 5.5 一冷条件对LFEC铸造过程传热与凝固的影响 |
| 5.5.1 一冷条件对液穴与糊状区形状的影响 |
| 5.5.2 一冷条件对糊状区内温度场的影响 |
| 5.5.3 一冷条件对凝固组织的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 大规格板坯超声-电磁半连铸过程 |
| 6.1 铸造速度对AZ31板坯偏析和组织的影响 |
| 6.1.1 铸造速度对元素分布的影响 |
| 6.1.2 铸造速度对宏观组织的影响 |
| 6.1.3 铸造速度对挤压材力学性能的影响 |
| 6.2 AZ31大规格板坯裂纹产生机理分析 |
| 6.2.1 表面裂纹形成机理分析 |
| 6.2.2 表面激冷晶区与柱状晶区之间裂纹的形成机理分析 |
| 6.3 超声场对大规格板坯组织与性能的影响 |
| 6.3.1 超声场对宏观组织的影响 |
| 6.3.2 超声场对宏观偏析的影响 |
| 6.3.3 超声场对宏观硬度的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 400mm×1450mm特大规格板坯超声-电磁半连铸数值模拟 |
| 7.1 低频电磁场对流场和温度场的影响 |
| 7.1.1 电流强度对磁感应强度和洛伦兹力分布的影响 |
| 7.1.2 低频电磁场对流场的影响 |
| 7.1.3 低频电磁场对温度场的影响 |
| 7.2 超声场对流场和温度场的影响 |
| 7.2.1 熔体中超声场及声流驱动力的分布 |
| 7.2.2 超声场对流场的影响 |
| 7.2.3 超声场对温度场的影响 |
| 7.3 超声杆对熔体内部电磁场分布的影响 |
| 7.3.1 超声杆插入深度对熔体内部电磁场的影响 |
| 7.3.2 超声杆半径对熔体内部电磁场的影响 |
| 7.3.3 超声杆对不同直径锭坯内部电磁场的影响 |
| 7.4 铸造速度对特大规格板坯超声-电磁半连铸过程的影响 |
| 7.4.1 铸造速度对凝固壳的影响 |
| 7.4.2 铸造速度对温度场的影响 |
| 7.4.3 铸造速度对流场的影响 |
| 7.5 冷却水线密度比对特大规格板坯超声-电磁半连铸过程的影响 |
| 7.5.1 冷却水线密度比对凝固壳的影响 |
| 7.5.2 冷却水线密度比对温度场的影响 |
| 7.5.3 冷却水线密度比对流场的影响 |
| 7.6 电流强度对特大规格板坯超声-电磁半连铸过程的影响 |
| 7.6.1 电流强度对凝固壳的影响 |
| 7.6.2 电流强度对温度场的影响 |
| 7.6.3 电流强度对流场的影响 |
| 7.7 超声功率对特大规格板坯超声-电磁半连铸过程的影响 |
| 7.7.1 超声功率对凝固壳的影响 |
| 7.7.2 超声功率对温度场的影响 |
| 7.7.3 超声功率对流场的影响 |
| 7.8 分流槽模型改进 |
| 7.9 特大规格板坯结晶器设计与制造 |
| 7.10 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间所做的工作 |
| 作者简历 |
（8）脉冲电流及磁场下6181铝合金的凝固组织与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铝合金简介 |
| 1.1.1 合金的化学成分 |
| 1.1.2 铝合金分类 |
| 1.2 金属凝固理论的发展 |
| 1.2.1 金属凝固过程的分类 |
| 1.2.2 材料电磁加工技术的分类及应用 |
| 1.2.3 电磁铸造法的原理与优点 |
| 1.3 电磁场作用下的金属凝固 |
| 1.3.1 电磁场改善铝合金材料的显微组织结构 |
| 1.3.2 电磁场改善铝合金的冶金效果 |
| 1.3.3 电磁铸造技术存在的问题 |
| 1.4 本课题研究的主要目的、意义和内容 |
| 1.4.1 本课题研究的主要目的 |
| 1.4.2 本课题研究的主要意义 |
| 1.4.3 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 实验设备及实验过程 |
| 2.1 铸造实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料成分 |
| 2.1.2 铝合金熔炼炉 |
| 2.1.3 脉冲电源 |
| 2.1.4 电磁线圈 |
| 2.1.5 铸造装置 |
| 2.2 6181铝合金铸造的实验过程 |
| 2.2.1 铸造的主要工艺参数 |
| 2.2.2 合金熔炼及浇注过程 |
| 2.3 6181铝合金铸件试样的组织分析 |
| 2.3.1 金相试样的制备 |
| 2.3.2 金相试样的腐蚀抛光 |
| 2.3.3 6181铝合金试样的金相组织分析 |
| 2.3.4 6181铝合金试样的电镜观察 |
| 2.4 6181铝合金铸件的力学性能试验 |
| 2.4.1 硬度实验 |
| 2.4.2 拉伸实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 6181铝合金铸造金相组织分析 |
| 3.1 6181 铝合金铸造微观组织分析 |
| 3.1.1 普通铸造得到的6181铝合金铸造组织分析 |
| 3.1.2 脉冲电流作用下6181铝合金铸造组织分析 |
| 3.1.3 脉冲电流与电磁复合场作用下6181铝合金铸造组织 |
| 3.2 6181铝合金铸造组织偏析的分析 |
| 3.2.1 普通铸造得到的6181铝合金铸造组织偏析 |
| 3.2.2 脉冲电流作用下6181铝合金铸造组织偏析 |
| 3.2.3 脉冲电流与电磁复合场作用下6181铝合金铸造组织偏析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 6181铝合金铸造组织的Mg_2Si相及溶质元素 |
| 4.1 6181铝合金铸造组织的Mg_2Si相 |
| 4.1.1 6181铝合金的凝固过程及其组织演变 |
| 4.1.2 6181铝合金组织中Mg_2Si的分布 |
| 4.2 6181铝合金铸造组织的固溶度及溶质元素 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 6181铝合金铸造材料力学性能分析 |
| 5.1 试样硬度 |
| 5.1.1 普通铸造6181铝合金铸件的硬度 |
| 5.1.2 脉冲电流作用下6181铝合金铸件的硬度 |
| 5.1.3 脉冲电流与电磁复合场作用下6181铝合金铸件的硬度 |
| 5.2 拉伸实验性能分析 |
| 5.2.1 普通铸造6181铝合金铸件的拉伸性能 |
| 5.2.2 脉冲电流作用下6181铝合金铸件的拉伸性能 |
| 5.2.3 脉冲电流与电磁复合场作用下6181铝合金铸件的拉伸性能 |
| 5.3 6181铝合金拉伸断口形貌分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）轨道交通用6005A铝合金铸造过程的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铝和铝合金 |
| 1.2 6005A铝合金的研究概况 |
| 1.2.1 6005A铝合金的基本性质 |
| 1.2.2 铝合金6005A的发展及应用 |
| 1.3 铝合金的半连续铸造技术 |
| 1.4 低频电磁铸造(LFEC)工艺 |
| 1.5 铝合金半连续铸造过程中的数值模拟 |
| 1.5.1 电磁场的数值模拟 |
| 1.5.2 温度场和流场的数值模拟 |
| 1.6 本文研究目的和内容 |
| 第2章 铝合金传统DC和LFEC过程中的数学模型 |
| 2.1 LFEC过程中电磁场的控制方程 |
| 2.2 DC和LFEC过程中流场与温度场的控制方程 |
| 2.3 DC和LFEC过程中凝固的数学模型 |
| 2.4 数学模型的假设与简化 |
| 2.5 边界条件 |
| 2.5.1 电磁场计算的边界条件 |
| 2.5.2 流场与温度场的边界条件 |
| 2.6 数值模拟的过程与方法 |
| 第3章 6005A铝合金半连续铸造过程中宏观物理场数值模拟 |
| 3.1 铝合金铸锭半连续铸造过程的数值实现 |
| 3.1.1 实验材料的物性 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.2 数值模拟的实现 |
| 3.3 低频电磁场对宏观物理场的影响 |
| 3.3.1 电磁场对铸造过程中熔体温度场的影响 |
| 3.3.2 电磁场对铸造过程中液穴的影响 |
| 3.3.3 电磁场对铸造过程中熔体流动的影响 |
| 3.3.4 电磁场对凝固前沿熔体流动速度的影响 |
| 3.4 LFEC过程中铸造条件对宏观物理场的影响 |
| 3.4.1 LFEC过程中铸造速度对宏观物理场的影响 |
| 3.4.1.1 铸造速度对流场的影响 |
| 3.4.1.2 铸造速度对温度场影响 |
| 3.4.2 LFEC过程中浇铸温度对宏观物理场的影响 |
| 3.4.2.1 浇铸温度对流场影响 |
| 3.4.2.2 浇铸温度对温度场的影响 |
| 3.4.3 LFEC过程中电流强度对宏观物理场的影响 |
| 3.4.3.1 电流大小对流场影响 |
| 3.4.3.2 电流大小对温度场的影响 |
| 3.4.4 LFEC过程中在二冷区加刮水器对宏观物理场的影响 |
| 3.4.4.1 二冷区加刮水器对流场影响 |
| 3.4.4.2 二冷区加刮水器对温度场的影响 |
| 3.5 不同的分流方式对铸造过程的影响 |
| 3.5.1 单孔分流方式对铸造过程的影响 |
| 3.5.1.1 单孔分流方式对温度场的影响 |
| 3.5.1.2 单孔分流方式对液穴的影响 |
| 3.5.2 漏斗型分流方式对铸造过程的影响 |
| 3.5.2.1 漏斗型分流方式对温度场的影响 |
| 3.5.2.2 漏斗型分流方式对液穴的影响 |
| 3.5.3 多孔分流方式对铸造过程的影响 |
| 3.5.3.1 多孔分流方式对温度场的影响 |
| 3.5.3.2 多孔分流方式对液穴的影响 |
| 3.5.4 分流方式对铸造过程液穴影响 |
| 第4章 低频电磁铸造的实验研究 |
| 4.1 实验原料 |
| 4.2 半连续铸造 |
| 4.3 温度场的实验验证 |
| 4.4 金相组织分析 |
| 4.5 合金元素的宏观偏析分析 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）电磁铸造对高强铝合金组织性能的影响（论文提纲范文）
| 1 铝合金电磁半连续铸造工艺 |
| 1.1 无模电磁铸造工艺 |
| 1.2 软接触电磁铸造工艺 |
| 1.3 低频电磁铸造工艺 |
| 2 电磁铸造对高强铝合金组织的影响 |
| 2.1 表面质量 |
| 2.2 铸态组织 |
| 2.3 晶内固溶程度 |
| 3 电磁铸造对高强铝合金性能的影响 |
| 3.1 力学性能 |
| 3.2 抗应力腐蚀性能 |
| 4 结语 |
四、铝合金电磁铸造技术（论文参考文献）
- [1]铝合金连铸坯复合外场均质化控制技术研究[D]. 王宇钊. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]物理外场辅助半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能[D]. 王睿. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [3]内置电磁搅拌制备大规格高强韧铝合金铸锭研究[D]. 邱阳. 北京有色金属研究总院, 2019(08)
- [4]大规格7系铝合金铸锭均冷环缝式电磁搅拌铸造技术研究[D]. 罗亚君. 北京有色金属研究总院, 2018(12)
- [5]镁合金大扁锭半连铸非稳态物理场的数值模拟[D]. 柏媛媛. 东北大学, 2018(01)
- [6]镁合金电磁铸造中磁场分布及成分偏析研究[D]. 李森. 上海交通大学, 2017(02)
- [7]变形镁合金板坯半连铸工艺及理论研究[D]. 胡文义. 东北大学, 2016(06)
- [8]脉冲电流及磁场下6181铝合金的凝固组织与性能[D]. 张零兮. 东北大学, 2015(01)
- [9]轨道交通用6005A铝合金铸造过程的数值模拟[D]. 赵婷婷. 东北大学, 2015(01)
- [10]电磁铸造对高强铝合金组织性能的影响[J]. 窦超. 热加工工艺, 2015(07)