不銹鋼-純鋁固液半連續(xù)復(fù)合鑄造工藝研究.pdf

1、本課題采用固液半連續(xù)復(fù)合鑄造法制備不銹鋼-純鋁空心管狀靶材。首先根據(jù)不銹鋼/純鋁鑄造復(fù)合的特點，創(chuàng)建描述復(fù)合鑄錠鑄造過程的數(shù)學(xué)模型，并利用商業(yè)軟件Fluent模擬了復(fù)合鑄錠鑄造過程中的流場、溫度場以及凝固過程。采用固液復(fù)合半連續(xù)鑄造法制備了304不銹鋼/純鋁雙金屬復(fù)合管材，并對其微觀組織及力學(xué)性能進行研究分析，確定了復(fù)合機制和最佳鑄造工藝。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)數(shù)值模擬結(jié)果表明，隨著鑄造速度的增加，不銹鋼與鋁熔體的接觸時間

2、縮短。隨著鑄造溫度的增加，鋁液的液穴加深，不銹鋼與鋁熔體的接觸時間增加;
　　(2)不銹鋼/純鋁固液鑄造復(fù)合過程中界面反應(yīng)過程為:不銹鋼與鋁界面處生成FeAl3相→FeAl3相層增厚→靠近鋼基體一側(cè)的FeAl3相層表面生成Fe2Al5及FeAl2相→鋁熔體內(nèi)部生成共晶組織Al+FeAl3;
　　(3)隨著鑄造速度的增加，不銹鋼-純鋁界面處化合物層厚度以及不銹鋼基體中元素在鋁中擴散的距離均減小。隨著鑄造溫度的增加，界面處化合物

3、層厚度以及不銹鋼基體中元素在鋁中擴散的距離均先增大后減小;
　　(4)不銹鋼-純鋁復(fù)合鑄錠界面界面的斷裂方式為脆性斷裂，拉剪切強度隨著界面處化合物層的厚度的增加而減小。其剪切強度由界面處相種類、數(shù)量和分布均勻與否所決定，所以界面化合物層厚度越薄，界面處形成的相種類相對越少且越均勻，導(dǎo)致相界面減少，因此試樣的拉剪切強度越高;
　　(5)根據(jù)不同工藝條件下試樣的剪切強度分析，獲得擁有高界面復(fù)合強度鑄錠的鑄造工藝為:澆注溫度為80