半固态连铸技术研究现状与展望.docx

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1、半固态连铸技术研究现状与展望2.3坯料质量利用现有的半固态连铸机所得坯料的主要特点是显微组织为细小的粒状晶，气体含量低，宏观偏析少，这种坯料在半固态温度下具有优异的成型性能。半固态连铸坯的外表质量与普通连铸坯相当。固然没有振动装置，但仍可见到类似于振痕的环状条纹。这种条纹的形成机理在文献5中进展了专门的讨论。从图2所示的坯料显微组织可见，其中的非枝晶粒状组织形态并不是球形，而是外形不圆滑的粒状晶，其尺寸一般为60m120m。尽管其显微组织并不象等温条件下得到的半固态坯那样圆整，但已经可以知足成型需求。3.问题及任务半固态连铸技术历史还很短，人们的认识也还不尽一致，有很多问题有待深化研究。归纳起

2、来，目前存在的问题主要有如下四个：1对半固态连铸经过稳定性重视不够，拉漏及拉断现象时有发生。2配套设施不够完善，工艺设计及经过控制缺乏根据。3坯料组织及外表质量有待改善。4消费率低，目前只有500mm/min，远不能与当代连铸相提并论。图2半固态连铸坯组织围绕这些问题，人们已经开展了一些研究，并获得了不少进展，但今后的任务还很艰巨。为了使半固态连铸技术真正成为一种有魅力的制坯技术，今后的研究重点是如下几个方面：1经过稳定性研究。通过对半固态连铸经过失稳现象的观察分析，已经提出了半固态连铸经过稳定性的三个判据6，并在白口铁，ZGMn13及AlSi合金中得到了证实，但这三个稳定性判据的广泛适用性及

3、其表达形式的简化还有待进一步研究。只有建立了广泛适用且形式简单的稳定性判据，才能对半固态连铸经过的稳定性进展有效的控制，因此，这是今后不可回避的研究任务之一。2连续冷却条件下半固态浆料的流变性研究。等温条件下的半固态浆料流变性研究已获得了长足的开展，但连续冷却条件下半固态浆料的流变行为研究还较少。而这一问题是决定半固态浆料顺利下行的关键所在，因此也是半固态连铸经过稳定的根本问题之一。它包括宏观流变学与微观流变学研究两个方面。宏观流变学研究可以为搅拌工艺参数组织特征流动行为之间建立起桥梁，进而为进步消费率，改善坯料组织提供根据。3工艺设计准那么的研究目前的半固态连铸试验和消费都没有明确的工艺设计

4、准那么，因此工艺试验任务很大。本课题组固然提出了半固态连铸工艺设计准那么和定量的设计计算公式6，而这套工艺设计准那么的根据只是对有关问题的定性认识，其可靠性和有效性还有待于进一步验证。4坯料特性的研究包括半固态连铸坯的力学性能，物理性能及冶金质量的系统研究。通过这一研究可以为半固态连铸坯的应用前景指明方向，也可以为半固态连铸连轧工艺的开发奠定根底。5与当代连铸技术结合途径的研究半固态连铸是在当代连铸技术根底上开展起来的一个新技术，尽管它有自己独特的技术内涵，但要成为工业规模下的实用技术，必须借鉴当代连铸技术。4.展望尽管半固态连铸技术还没有到达大规模工业应用的程度，但在现有的试验研究及小规模消

5、费中已经显示出了极强的生命力。综合国内外的有关研究不难看出，半固态连铸技术将在以下领域具有光明的应用前景：1高合金和难变形材料成形高合金和难变形材料的成型一直是材料加工领域的一个难题。半固态连铸坯在半固态温度下具有类似于液态直接成型的成型上风，为高合金材料无偏析无缺陷连铸和难变形材料的顺利成型找到了一条可行的技术道路。本课题组的研究说明，通常以为不能铸造的白口铁及高锰钢，制成半固态连铸坯后，在半固态温度下可以顺利成型壁厚2mm，长度100mm以上的复杂零件。因此，半固态连铸在难变形材料成型用坯的消费方面将大有可为。2新一代钢铁材料研制目前世界各国都在进展超级钢的研究，我国也已经启动重大根底规划

6、工程“新一代钢铁材料研究。新一代钢铁材料要求高干净、超细化、超高强度，同时还要有大规模应用的可能。为实现这一目的，必然需要采用连铸技术制坯，而现有的连铸坯普遍存在柱状晶区大，宏观偏析严重的缺陷。半固态连铸坯晶粒细小，宏观偏析少的上风无疑会为新一代钢铁材料的制坯提供一条值得探究的技术道路。3复合材料制坯与成型复合材料是材料科学的一枝新秀，但迄今为止，复合材料的制备及其大规模成材还是一个难题。半固态连铸在解决这一难题方面会大有作为，这已被诸多的试验研究所证实7。总之，半固态连铸技术在高合金材料、难变形材料、细晶均质化钢铁材料及高附加值的新材料成型方面有着独到的技术上风，应用前景广阔，值得大力研究。