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7050、7055超高强铝合金具有密度低、比强度高、热加工性能好等优点,同时具有良好的导热性、导电性和抗腐蚀性能,是航空航天领域的主要结构材料。但是由于该合金化学成分复杂,采用传统的半连铸工艺,铸锭容易出现偏析和裂纹等缺陷,极大降低了合金的力学性能和成材率。为此本文研究了超高强铝合金板坯软接触电磁连铸工艺。结晶器是软接触电磁连铸工艺的关键设备。本文利用硅钢片优化结晶器的电磁结构,改善了结晶器内的磁场分布。硅钢片在结晶器内的最佳布置情况为:在线圈底部和侧面都放置硅钢片,其中侧面放置数量为6片,厚度为1.8mm,与线圈距离为8.5mm。电磁结构优化后结晶器内磁场的分布情况为:结晶器内同一高度平面上磁感应强度在角部处最大,短边中心次之,长边中心磁场较短边中心处稍弱,平面中心处最小;沿高度方向上各点磁感应强度在感应线圈高度的二分之一处附近达到最大值。无负载时感应线圈上表面磁场较小,中心平面内磁场较大;有负载时中心平面的磁场更大,而且磁场分布最更为均匀,这样有利于软接触电磁连铸工艺的实现。通过工艺实验改善了软接触电磁连铸实验装置,研究了软接触电磁连铸工艺参数对超高强铝合金板坯质量的影响。经过大量实验探索,合理匹配工艺参数,在输入电流强度为50A,磁场频率800Hz,铸造温度为698-704℃,冷却水量为2-3-4m~3/h,铸造速度为0-65mm/min,金属液面位置控制在结晶器石墨高度的1/2处时,采用纯铝铺底工艺和缓冷控温技术成功铸造了尺寸为430mm×120mm×850mm的7050、7055铝合金板坯。板坯表面光滑,无裂纹、冷隔、重熔、偏析瘤等缺陷,表面质量较好。超高强铝合金板坯组织分析表明,软接触电磁连铸工艺细化了凝固组织、有效抑制了溶质元素的宏观偏析。7050铝合金无磁场时晶粒平均尺寸为71.4μm,施加电磁场时晶粒平均尺寸可达62.9μm;7055铝合金无磁场时晶粒平均尺寸为57.50μm,施加电磁场时晶粒平均尺寸可达47.31μm。超高强铝合金板坯性能和裂纹分析表明,软接触电磁连铸工艺提高了板坯的力学性能,7050铝合金板坯的抗拉强度提高了6.21%,延伸率提高了23.49%;消除了裂纹形成诱因,提高了成材率。