超輕鎂合金板坯直冷連鑄數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化.pdf

1、目前由于能源危機和人們環(huán)保意識的增強，對輕質、可回收材料的需求更為迫切。作為金屬結構材料中最輕的一種，Mg-Li合金除了在航空、航天、汽車和電子工業(yè)領域的應用外，還將在許多領域內得到越來越廣泛的應用。由于能得到高的生產(chǎn)率和較好的鑄坯質量，直冷連鑄(Direct Chill Casting)技術已經(jīng)在鋁合金的生產(chǎn)中得到廣泛應用，但是目前還沒有在Mg-Li合金中研究應用的報道。 本文對直冷連鑄技術在Mg-Li合金中的應用作了前期預研

2、，主要進行了連鑄過程的溫度場計算。運用有限差分法(FDM)建立了超輕Mg-Li系合金(LA141)板坯直冷連鑄過程三維數(shù)學模型。模型的建立考慮了由于鑄坯變形而引起的鑄坯與結晶器間換熱系數(shù)的變化；由于鑄坯表面溫降而引起的一冷區(qū)和二冷區(qū)邊界換熱系數(shù)的變化。通過與鋁連鑄實測值的對比驗證模型。然后針對LA141鎂鋰合金連鑄坯溫度場進行計算。確定了凝固前沿的形狀和位置，并分析了主要工藝參數(shù)(如澆注溫度、冷卻水量和拉坯速度等)對直冷連鑄過程的影響。

3、 模擬計算結果表明：LA141鎂鋰合金直冷連鑄過程，澆注溫度的提高對一冷區(qū)的影響較為顯著，主要是澆注溫度的提高使液穴變深；冷卻水量的大小對凝固前沿的形狀和位置的影響比較小，但是隨著冷卻水量的增大，鑄坯橫截面上溫度分布的不均勻性加??；在主要鑄造參數(shù)中，拉坯速度對凝固前沿的形狀和位置的影響最大。隨著拉坯速度的增加液穴變深，并且出結晶器時的凝固殼層厚度明顯變薄。 另外在相同的鑄造條件下，本文還對比了LA141合金和AZ31鎂合