高壩熔池系統(tǒng)下AZ31鎂合金雙輥薄帶連鑄工藝及組織研究.pdf

1、采用雙輥連鑄法可直接從鎂合金熔體制備出接近最終使用厚度的薄帶坯，具有短流程低成本的特點(diǎn)。本文通過AZ31鎂合金薄帶坯雙輥連鑄過程中布流水口的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、組織分析和XRD測試等手段，研究了高壩熔池系統(tǒng)下，AZ31鎂合金薄帶坯的澆鑄工藝特性，合金成分和工藝參數(shù)對凝固組織的影響，以及澆鑄過程中凝固組織的演變過程，并采用物理模擬方法對熔池中組織演變進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：
　　 Q235鋼板制成的g型水口具有較好的布流效果。高壩熔池系

2、統(tǒng)提高了熔體液面高度，改變了彎月面形狀，穩(wěn)定了初始凝固點(diǎn)，使薄帶坯組織更加均勻化，薄帶坯表面質(zhì)量得到改善。
　　 根據(jù)在不同澆鑄溫度、澆鑄速度以及添加元素條件下，薄帶坯在澆鑄過程中的厚度變化，初步建立了澆鑄過程中的三個(gè)階段，即0～1m時(shí)的初始階段，1～3m時(shí)的過渡階段和3m以后的穩(wěn)定階段。通過對薄帶坯組織分析，可將澆鑄過程分為非穩(wěn)定階段和穩(wěn)定階段，薄帶坯組織在25.5s后進(jìn)入穩(wěn)定階段，薄帶坯的組織趨于穩(wěn)定。通過分析不同澆鑄速度下

3、薄帶坯的凝固系數(shù)，認(rèn)為當(dāng)澆鑄速度達(dá)到12r/min后，薄帶坯的凝固系數(shù)基本保持不變。
　　 通過分析澆鑄速度和澆鑄溫度對凝固組織的影響，結(jié)果表明，澆鑄速度為12r/min和澆鑄溫度為675℃時(shí)，澆鑄過程穩(wěn)定，薄帶坯表面質(zhì)量較好，組織均勻。澆鑄速度和澆鑄溫度的共同作用，將對全凝固點(diǎn)的位置變化產(chǎn)生顯著影響。
　　 AZ31鎂合金熔體中分別添加微量Ce和Ca元素后，薄帶組織在一定程度上得到細(xì)化。當(dāng)Ce添加量為0.4％時(shí)，AZ3

4、1-xCe薄帶坯組織具有最佳細(xì)化效果，并生成了新相Al4Ce：Ca加入量為0.08％時(shí)，AZ31-xCa薄帶坯組織具有最佳細(xì)化效果，并生成了新相Al2Ca。
　　 通過對熔池系統(tǒng)內(nèi)凝固組織的研究分析，澆鑄過程中凝固組織的演變規(guī)律為由低冷卻速度下形成的粗大樹枝狀晶組織，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌焖倮鋮s效應(yīng)的細(xì)小枝晶組織，最后在鑄軋應(yīng)力作用下形成細(xì)小的鑄軋態(tài)組織。
　　 通過對凝固組織的物理模擬的初步研究，揭示了在熔池區(qū)域晶體主要以樹枝晶