超声半连铸下7050合金大扁锭的微观组织及宏观偏析行为.pdf

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1、种铸造及有色合金2012年第32卷第5期超声半连铸下7050合金大扁锭的微观组织及宏观偏析行为摘要在500mm×1320mrfl的7050铝合金扁锭铸造中引入超声外场，研究常规铸造与超声铸造下的微观组织形貌、分布和宏观偏析特征。结果表明，超声外场可以有效减小晶粒的尺寸、抑制组织中粗枝晶的产生并促进铸锭内组织的均匀分布；同时，加入超声场后，溶质元素Zn、Mg、Cu沿长度方向和宽度方向对称轴的偏析指数分别由0．1013、0．1117、0．1260和0．1119、0．1113、0．1281减小到0．0835、0．0790、0

2、．1027和0．0743、0．0725、0．0841，沿铸锭不同方向的宏观偏析均得到有效弱化。超声的空化和声流作用改变液穴中的温度场和流场，改善晶体的形成环境，促进溶质元素的均匀分布，从而细化组织、弱化宏观偏析。关键词半连续铸造；超声；扁锭；微观组织；宏观偏析；两相区中图分类号TG249．9；TB559文献标志码A文章编号1001—2249(2012)05—0462—04MicrostructureandMacrosegregationof7050AlloyLargeFlatBilletinUltrasonicSemi

3、—ContinuousCastingChenDingxin，LiXiaoqian，GuoDongzhu，CuiYing，JiangRipeng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity)Abstract：Theultrasonicfieldwasintroducedintothecastingprocessofthealuminumalloy7050flatbil—letwiththesizeof500mmX1320mm．The

4、microstructure，distributionofgrainandthemacrosegrega—tionwereinvestigatedcomparativelyunderconventionalcastingandultrasoniccasting．Theresultsshowthat，afterultrasonictreatment(UST)，thegrainsizeisrefined，andthegrowthofcoarse—dendritesisrestrained，meanwhile，thedist

5、ributionofmicrostructureofthebilletbecomesmoreuniform．Thelevelofmacrosegregationalongdifferentdirectionisreducedunderultrasonicfield，wherethesegregationin—dexofZn，MgandCu，alongthesymmetryaxisinthedirectionoflengthandwidth，isdecreasedfrom0．1013，0．1117，0．1260and0．

6、1119，0．1113，0．1281to0．0835，0．0790，0．1027and0．0743，0．0725，0．0841，respectively．Withtheeffectsofultrasoniccavitationandultrasonicflows，thetem—peraturefieldandtheflowfieldintheliquidpoolarechanged，whichimprovesthecircumstanceofgrainsformationandpromotestheuniformdis

7、tributionofsoluteelements，SOrefiningthegrainsizeandweakeningmacro—segregationbehavior．KeyWords：Semi-ContinuousCasting，Ultrasonic，FlatBillet，Microstructure，Macrosegregation，Two-PhaseRegion半连续铸造是一种制造高强高韧铝合金大铸锭的在铸造过程中有效优化铸锭的微观组织、改善宏观偏主要技术，其后续成形产品被广泛应用于宇宙飞船、太析，关系到大铸

8、锭成形及质量，对大规格高性能铝合金空空间站、大型飞机等航空器件的主体结构件中。在大构件制备具有非常重要的意义。型铸锭铸造过程中，由于凝固区间大、热传导效率低造传统的铝合金大型铸锭采用添加细化剂的方法优成的大的温度浓度梯度，容易产生严重的组织缺陷和成化其组织结构及改善性能，不仅造成贵重金属的浪费，分偏析，影响铸锭冷裂和热裂敏感性，这