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Vol 54 No 5May 2005

鑄造

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FOUNDRY

鑄造工藝參數(shù)對超高強(qiáng)鋁合金低頻電磁半連續(xù)鑄錠微觀組織的影響

左玉波,董 杰,崔建忠

(東北大學(xué)材料電磁過程研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧沈陽110004)

摘要:采用低頻電磁鑄造技術(shù)(電磁場頻率為25Hz,安匝數(shù)12800AT),按照不同的鑄造工藝參數(shù)半連續(xù)鑄造制

備了直徑為0 1m的超高強(qiáng)度Al 12%Zn 2 5%Mg 2 5%Cu 0 15%Zr合金錠坯,考察了鑄造溫度、鑄造速度和冷卻水強(qiáng)度對鑄錠組織的影響。結(jié)果表明,鑄造溫度為710 ,鑄造速度為100mm/min,冷卻水強(qiáng)度為0 05m3/min時(shí)的低頻半連續(xù)鑄錠組織均勻細(xì)小,呈現(xiàn)近球形,邊部和中間部位的晶粒大小差別較小,其平均晶粒尺寸分別為28 m和29 m。

關(guān)鍵詞:低頻電磁半連續(xù)鑄造;微觀組織;鑄造溫度;鑄造速度;冷卻強(qiáng)度;Al Zn Mg Cu Zr

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中圖分類號:TG146 21;TG249 7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1001 4977(2005)05 0455 04

EffectsofCastingTechnologicalParametersontheMicrostructures

ofLowFrequencySemi continuouslyElectromagneticCasting

AlumniumAlloyIngotswithSuper highStrength

ZUOYu bo,DONGJie,CUIJian zhong

(TheKeyLabofElectromagneticProcessingofMaterials,MinistryofEducation,Northeastern

University,Shenyang110004,Liaoning,China)Abstract:Underthelowfrequencyelectromagneticfield(electromagneticfrequencyis25Hzandam pereturnsis12800AT),super highstrengthAl 12%Zn 2 5%Mg 2 5%Cu 0 15%Zralloyissemi con tinuouslycastintoingotswhichare0 1mmindiameter.Theeffectsofcastingtemperature,castingspeedandintensityofcoolingwateronmicrostructureareinvestigated.Theresultsshowthatwhenthecastingtemperature,castingspeedandintensityofcoolingwaterare710 ,100mm/min,0 05m3/minrespectively,themicrostructuresofAl Zn Mg Cu Zralloyareuniform,fineandnearglobularshape.Meanwhileinthisconditionthedifferenceofthemicrostructuresbetweenborderandcenterissmall,andaveragegrainsizesofborderandcenterare28and29 mrespectively.

Keywords:lowfrequencysemi continuouslyelectromagneticcasting;microstructure;castingtempera

ture;castingspeed;intensityofcoolingwater;Al Zn Mg Cu Zr 超高強(qiáng)度鋁合金(Al Zn Mg Cu合金)具有密度

低、強(qiáng)度高、熱加工性能好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,是飛機(jī)、火箭、宇宙飛船和空間站等航天器的主體結(jié)構(gòu)材料。現(xiàn)代航空航天工業(yè)的發(fā)展,對高強(qiáng)度高韌性鋁合金的強(qiáng)度和綜合性能提出了更高的要求,因此,超高強(qiáng)度鋁合金的研究和應(yīng)用倍受關(guān)注 1-3 。對于超高強(qiáng)度Al Zn Mg Cu合金,提高合金元素含量,是有效的強(qiáng)化措施 3 。超高強(qiáng)度Al Zn Mg Cu合金的合金元素含量高,采用傳統(tǒng)的半連續(xù)鑄造工藝,容易出現(xiàn)裂紋、宏觀偏析和微觀偏析等缺陷,嚴(yán)重影響材料性能和生產(chǎn)率,且隨著合金元素含量的提高,裂紋和偏析會更嚴(yán)重。本文研究的Al 12%Zn 2 5%Mg 2 5%Cu 0 15%Zr合金,合金元素名義總含量超過17%,因此不宜采用傳統(tǒng)的半連續(xù)

鑄造工藝。KusuiJ采用粉末冶金、WeiQ采用噴射沉積方法,提高冷卻速度,強(qiáng)制合金元素固溶,獲得了高強(qiáng)度高韌性Al Zn Mg Cu合金,但成本高,且氣體含量和夾雜等問題難以克服,難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。Vives提出了電磁細(xì)晶鑄造技術(shù)(Casting,Re fining,Electromagnetic),該項(xiàng)技術(shù)具有細(xì)化晶粒 6-8 ,提高溶質(zhì)元素晶內(nèi)含量 9 ,減少偏析 10 ,減少裂紋等優(yōu)點(diǎn)。本研究采用此項(xiàng)技術(shù),且使用更低的頻率。對于新的合金,采用新的鑄造方法,鑄造工藝參數(shù)必然發(fā)生變化,所以有必要對工藝參數(shù)進(jìn)行研究。本文采用不同的鑄造參數(shù)低頻電磁半連續(xù)鑄造(LowFrequencyElectromagneticCasting,簡記為LFEC)制備Al 12%Zn 2 5%Mg 2 5%Cu 0 15%Zr合金 0 1m錠坯,研究鑄造工藝參數(shù)對鑄錠微觀

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基金項(xiàng)目: 十五863 項(xiàng)目(2001AA332030)。收稿日期:2004 09 23收到初稿,2005 02 10收到修訂稿。

作者簡介:左玉波(1976-),男,山東冠縣人,博士研究生,主要從事超高強(qiáng)鋁合金低頻電磁連鑄研究,電話:024 83681742,E mial:zuoyubo

  本文關(guān)鍵詞：鑄造工藝參數(shù)對超高強(qiáng)鋁合金低頻電磁半連續(xù)鑄錠微觀組織的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。