低频电磁铸造过程中温度场的形成机理.pdf

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1、第33卷第8期东北大学学报(自然科学版)Vo1．33。No．82012年8月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Aug．2012低频电磁铸造过程中温度场的形成机理左玉波，朱庆丰，王向杰，崔建忠(东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳l10819)摘要：通过理论解析研究了电磁场引起铸造过程中温度场改变的原因，并通过在铸造过程中连续测温的方法进行了实验验证．结果表明，低频电磁铸造对温度场产生影响的主要原因是低频电磁场引起熔体强制对流．强制对

2、流对熔体产生强烈的搅拌作用，促进了熔体内部的热交换，加强了熔体与结晶器壁(石墨环)以及熔体和固液界面的传热，使熔体温度场非常均匀，接近于同一温度．研究还发现，低频电磁铸造过程对浇注温度不敏感，改变浇注温度，结晶器内熔体温度变化不大．关键词：AI—Zn—Mg—Cu—Zr；低频电磁铸造；温度场；晶粒细化；微观组织中图分类号：TG249．7文献标志码：A文章编号：1005．3026(2012)08．1145—05MechanismofFormingTemperatureFieldDuringLowFrequen

3、cyElectromagneticCastingZUOYu—bo，ZHUQing—feng，WANGXiang-jie，CUIJian—zhong(KeyLaboratoryofElectromagneticProcessingofMaterials，MinistryofEducation，NortheasternUniversityShenyang110819，China．Correspondingauthor：ZUOYu—bo，E—mail：zuoyubo@epm．neu．edu．en)Abstrac

4、t：Howthetemperaturefiledchangeswiththeelectromagneticfieldwastheoreticallyanalyzedforlowfrequencyelectromagneticcasting(LFEC)andtheresultswereexperimentallyverifiedbycontinuoustemperaturemeasuringinthecastingprocess．Itisshownthattheforcedconvectionofmeltr

5、esultingfromlowfrequencyelectromagneticfieldfunctionsasstirringthemelt，therebypromotestheinsideheatexchangeofthemeltandenhancestheheattransferbetweenmeltandmouldandbetweenmeltandsolid／liquidinterface．Averyuniformtemperaturefieldofmeltwasthusformedwithalmo

6、stthesametemperature．ItiSalsofoundthatadjustingcastingtemperaturecannotchangethemelttemperaturetoomuch，indicatingthelowsensitivityofLFECtothecastingtemperature．Keywords：AI—Zn—Mg—Cu—Zr；lowfrequencyelectromagneticcasting；temperaturefield；grainrefinement；mic

7、rostructure低频电磁铸造(LFEC)技术。。3_是基于电磁熔_7J．尽管通常认为电磁场引起的强制对流有利铸造(electromagneticcasting，EMC)』和电磁软于形成均匀的温度场，但低频电磁铸造过程中的接触细晶铸造(CREM)[5J，采用更低的电磁场频温度场究竟是如何形成的仍然不是很清楚．本文率而发展起来的轻合金半连续铸造技术．由于采分析了电磁场使铸造过程中温度场改变的原因，用更低的频率，低频电磁铸造具有更深的磁场渗并进行了实验验证，以进一步理解电磁场对温度透深度．实验研究表明，低

8、频电磁铸造提高了铸锭场影响的机理．组织均匀性并获得显著的组织细化效果l_2J．电1实验材料与实验方法磁场使组织细化的主要机理为低频电磁场铸造过程中结晶器内温度场变得非常均匀，而且温度低采用Al一9．8Zn一2．4Mg一2．2Cu一0．12Zr于液相线，从而促进了异质形核，并减少了晶核重铝合金作为实验材料，测得该合金的液相线为收稿日期：2012—02—17基金项目：国家自然科学基金资助项目(51104043)．作者简介：左玉波(