论文部分内容阅读
铝硅合金的半连续铸造是一个非常复杂的金属凝固过程,各种铸造缺陷如缩孔疏松、裂纹、变形等都是在凝固过程中形成的。研究半连铸凝固过程中的温度场分布可以帮助探索这些缺陷形成的原因,从而改善组织性能;但是在实际中很难测得整个铸锭的温度场分布情况。计算机模拟软件的迅猛发展,为研究温度场分布提供了途径。本文在传热学基础上,通过商用软件ANSYS12.0,模拟了Al-12.5Si合金的不同工艺参数的稳态和瞬态温度场的分布规律,并进行了不同拉坯速度的半连续铸造实验,通过对比分析,得出如下结论: (1)在各种工艺参数都相同的条件下,边部固液界面前沿的冷却速度温度梯度远大于心部,在凝固结束之后,边部的冷却速度逐渐降低,心部的温度梯度逐渐大于边部。 (2)拉坯速度是影响半连铸温度场分布的一个最大因素,在其他工艺参数和条件相同的情况下,随着拉坯速度的增大,对应位置的温度增大,温度梯度减小,铸坯出一冷的温度提高,凝固壳变薄,液穴的绝对深度变大。 (3)浇注温度是影响温度场分布的另一个重要因素,浇注温度越高,对应位置的温度和温度梯度越大,铸坯出一冷的温度越高,凝固壳越薄,液穴绝对深度变大。 (4)冷却水量对着温度场影响较小,冷却水量越大,出一冷的温度越低,凝固壳越厚,但是液穴的形状和绝对深度变化不大。 (5)凝固前沿,铸锭的边部的G/R值大予心部的,G/R值大,固液界面稳定,边部α-Al枝晶生长呈现很强的方向性,基本垂直于液穴轮廓线,而心部的枝晶生长比较随意,晕状组织发达;边部的共晶组织和心部相比,比较细小,心部则呈粗大的针状分布。拉坯速度越大,G/R值越小,晕状组织越发达,共晶组织越细小。