赵海东
,
吴朝忠
,
李元元
,
大中逸雄
金属学报
基于枝晶间流动的Darcy定律, 考虑了凝固过程氢的宏观扩散与传输, 建立了耦合氢宏观偏析的铝合金铸件微观孔洞形成的数学模型, 并进行了实时熔炼的Al-4.5%Cu(质量分数)铸件的垂直向上凝固实验, 铸件微观组织和孔洞的分析结果表明: 铸件沿着高度方向包括了柱状晶、柱状晶向等轴晶转变(CET)和等轴晶3个区域; 柱状晶区域内微观孔洞体积分数存在递减的分布规律, 且邻近底部冷模的试样微观孔洞体积分数最大．采用所建立的模型对实验铸件微观孔洞形成进行了模拟, 模拟结果与实验结果吻合较好; 而当忽略氢宏观偏析时, 模拟结果与实验结果存在较大误差．研究表明, 氢的宏观偏析对微观孔洞的形核与分布具有重要影响．
关键词:
微观孔洞
,
modelling
,
Al-Cu casting
,
Hydrogen macrosegregation
赵海东
,
吴朝忠
,
李元元
,
大中逸雄
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.11.011
基于枝晶间流动的Darcy定律,考虑了凝固过程氢的宏观扩散与传输,建立了耦合氢宏观偏析的铝合金铸件微观孔洞形成的数学模型,并进行了实时熔炼的Al-4.5%Cu(质量分数)铸件的垂直向上凝固实验,铸件微观组织和孔洞的分析结果表明:铸件沿着高度方向包括了柱状晶、柱状晶向等轴晶转变(CET)和等轴晶3个区域;柱状晶区域内微观孔洞体积分数存在递减的分布规律,且邻近底部冷模的试样微观孔洞体积分数最大.采用所建立的模型对实验铸件微观孔洞形成进行了模拟,模拟结果与实验结果吻合较好;而当忽略氢宏观偏析时,模拟结果与实验结果存在较大误差.研究表明,氢的宏观偏析对微观孔洞的形核与分布具有重要影响.
关键词:
微观孔洞
,
数值模拟
,
Al-Cu铸件
,
氢宏观偏析
韩志强
,
李金玺
,
杨文
,
赵海东
,
柳百成
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00313
基于挤压铸造过程微观孔洞的形成机理,建立了模拟铝合金挤压铸造过程微观孔洞的数学模型.该模型考虑了传热、凝固收缩、补缩流动、压力传递、氢(H)的再分配等因素,通过计算凝固收缩导致的补缩流动与压力降低,以及挤压过程的压力传递,获得挤压铸造过程糊状区的压力分布,结合微观孔洞形成条件及H的守恒方程,计算微观孔洞的体积分数.对不同工艺条件下铝合金挤压铸造微观孔洞进行了模拟计算,计算结果与实验结果基本吻合.计算结果还表明,适当提高模具温度和挤压压力有利于减少微观孔洞缺陷.
关键词:
铝合金
,
挤压铸造
,
微观孔洞
,
建模与仿真
万谦
,
赵海东
,
邹纯
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00553
基于高精度三维X射线断层扫描技术,对实际ADC12铝合金压铸件试样内部的微观孔洞进行了观察,测量和计算了孔洞的体积、表面积、圆整度等特征参数,分析了微观孔洞体积的总体特征.根据孔洞的三维形貌和特征参数,对气孔、气缩孔和缩孔3类微观孔洞的体积、圆整度和压力进行了分析与对比,探讨了各类孔洞的形成机制.研究表明,气孔、气缩孔和缩孔空间形貌复杂性增加,而圆整度和压力下降,气缩孔具有最大的平均体积,缩孔具有最小的平均体积.使用统计方法对微观孔洞的体积进行了分析,结果表明,微观孔洞的体积符合三参数对数正态分布,其拟合程度优于二参数对数正态分布.
关键词:
铝合金
,
压铸
,
微观孔洞
,
三维X射线断层扫描
