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浇铸过程底吹氩流量对金属液温度与凝固的影响

耿云飞 钟良才 杨晓猛 杨仕存 张岭 贺龙龙

耿云飞, 钟良才, 杨晓猛, 杨仕存, 张岭, 贺龙龙. 浇铸过程底吹氩流量对金属液温度与凝固的影响[J]. 钢铁钒钛, 2022, 43(2): 133-139. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.02.020
引用本文: 耿云飞, 钟良才, 杨晓猛, 杨仕存, 张岭, 贺龙龙. 浇铸过程底吹氩流量对金属液温度与凝固的影响[J]. 钢铁钒钛, 2022, 43(2): 133-139. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.02.020
Gen Yunfei, Zhong Liangcai, Yang Xiaomeng, Yang Shicun, Zhang Ling, He Longlong. Effect of bottom blowing argon flow on temperature and solidification of molten metal during casting[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2022, 43(2): 133-139. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.02.020
Citation: Gen Yunfei, Zhong Liangcai, Yang Xiaomeng, Yang Shicun, Zhang Ling, He Longlong. Effect of bottom blowing argon flow on temperature and solidification of molten metal during casting[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2022, 43(2): 133-139. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.02.020

浇铸过程底吹氩流量对金属液温度与凝固的影响

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.02.020
基金项目: 中央高校基本科研业务专项资金资助(N2125018);科技部国家重点研发计划资助项目(2017YFB0304100);国家自然科学基金项目(51574069)。
详细信息
    作者简介:

    耿云飞(1995—),男,河北邢台人,汉,硕士研究生,主要从事钢铁冶金相关工作,E-mail: 2067256547@qq.com

    通讯作者:

    钟良才(1958—),教授, E-mail: zhonglc@smm.neu.edu.cn

  • 中图分类号: TF76,TG146

Effect of bottom blowing argon flow on temperature and solidification of molten metal during casting

  • 摘要: 采用低熔点Pb18Sn12In21Bi49(质量分数)合金,在不锈钢的锭模中进行浇铸过程底吹氩试验。利用热电偶测定模内不同位置的温度,并采用扫描电镜(SEM)对凝固试样进行铸态相组织观察,研究了浇铸过程底吹氩对合金液温度与合金凝固相组织的影响。试验结果表明,浇铸过程无底吹时,水平方向中心测温点的温度下降很缓慢,浇铸结束后该点的温度骤降到凝固等温平台温度。当浇铸过程底吹氩时,中心点温度以较快的温降速率降低到凝固温度。无底吹氩时,在竖直方向,合金液从下自上依次开始凝固,而底吹氩时,各监测点几乎同时开始凝固。在相同的冷却条件下,浇铸过程底吹氩显著延迟模型下部的开始凝固时间。无底吹氩时检测截面上富Sn相平均直径在2.58 μm,当进行底吹氩时,可以有效改善凝固相组织粒径分布,细化合金铸态相组织,截面上富Sn相平均直径约为1.89~2.20 μm, 较无底吹时降低了26.7%~14.7%。
  • 图  1  试验装置示意

    Figure  1.  Schematic of experimental apparatus

    图  2  铸锭取样方案(单位:mm)

    Figure  2.  Sampling scheme from cast ingot

    图  3  不同底吹流量下水平方向上的温度变化

    Figure  3.  Variations of temperature at the horizontal direction with different bottom argon flow rates

    图  4  不同底吹流量下竖直方向上温度的变化

    Figure  4.  Variations of temperature at the vertical direction with different bottom argon flow rates

    图  5  模型内各监测点的开始凝固时间对比

    Figure  5.  Comparison of solidification start time at each monitoring point

    图  6  不同底吹流量下截面中心处的Bi49 In21Pb18Sn12低熔点合金的背散射图像

    图中的黑色相为富Sn相,深灰色区域为InBi相,白色区域为PbBi相

    Figure  6.  SEM backscattered electron images of Bi49In21Pb18Sn12 low-melting-point alloy at the center of the cross section and bottom gas flow rates

    (a)q=0 mL/min;(b)q=120 mL/min;(c)q=200 mL/min;(d)q=300 mL/min

    图  7  不同底吹流量下富Sn相的粒径分布与平均直径

    Figure  7.  Particle size distribution and average diameter of Sn-rich phase with different bottom gas flow rates

    表  1  铸模模型的尺寸

    Table  1.   Main size of casting mold mm

    高度上部长边上部短边底部长边底部短边合金液入口直径
    23015494114544
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-07
  • 网络出版日期:  2022-05-11
  • 刊出日期:  2022-04-28

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