7XXX鋁合金復(fù)合鑄造過(guò)程中的數(shù)值模擬的研究.pdf

1、雙金屬?gòu)?fù)合材料是軍工、航空航天、勘探、民用等領(lǐng)域急需的材料，也是近年來(lái)國(guó)家新材料發(fā)展規(guī)劃的優(yōu)先項(xiàng)目。本課題根據(jù)我國(guó)復(fù)合鋁材發(fā)展的需要，對(duì)鑄造復(fù)合進(jìn)行了深入的研究。主要研究鑄造設(shè)備和工藝對(duì)復(fù)合錠坯的冶金質(zhì)量和鑄造過(guò)程穩(wěn)定性的影響，旨在獲得界面清晰平直，無(wú)氣孔和夾雜，界面結(jié)合強(qiáng)度較高且為冶金結(jié)合的復(fù)合錠坯。
　　本文利用有限元軟件ANSYS中的FLUENT軟件建立了一個(gè)描述鑄造復(fù)合的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了300mm×5

2、00mm7A52/7852鋁合金兩層錠坯復(fù)合鑄造的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及熱量傳輸，詳細(xì)考察了不同分流方式、不同二冷水分布、石墨板位置、鑄造溫度、鑄造速度及二次冷卻水量對(duì)鑄造復(fù)合過(guò)程中溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的影響。
　　通過(guò)模擬計(jì)算獲得了適合300mm×500mm7A52/7852鋁合金兩層錠坯復(fù)合鑄造的設(shè)備參數(shù):獲得確保復(fù)合界面溫度較均勻的分流方式為，采用窄槽，分流槽靠近鑄錠邊部;確定了緩解三向冷卻區(qū)溫度過(guò)低的二冷水分布方式為，二冷水連續(xù)堵孔;確

3、定了固態(tài)支撐層溫度均勻時(shí)石墨板進(jìn)入石墨環(huán)的深度為20mm;
　　獲得了鑄造工藝對(duì)界面溫度分布的影響規(guī)律:澆鑄溫度在953K-993K范圍內(nèi)，隨著澆鑄溫度提高時(shí)，復(fù)合界面處溫度有少量提高;提高鑄造速度或降低水量時(shí)，液穴深度增加，界面處回?zé)釡囟忍岣?。確定了界面處溫度適當(dāng)時(shí)的工藝參數(shù)為:澆鑄溫度為973K，鑄造速度為45 mm/min，二次冷卻水量為90 L/min;
　　根據(jù)模擬結(jié)果所確定的設(shè)備和工藝參數(shù)進(jìn)行鑄造實(shí)驗(yàn)，獲得了界面