有限元模拟预测AA6111合金半连续铸件的热裂敏感性

• 作者: 王俊升 豆瑞峰 陈东旭 韩加强
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 汽车轻量化 AA6111合金 半连续铸造 热裂判据 孔隙分数 有限元模拟
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 3161-3172
• 页数: 12页
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(20)65451-6

摘要

为了预测凝固过程中的热裂敏感性(HTS)并提高铝合金铸件的质量,采用直接有限元(FE)方法建立AA6111的本构方程.通过有限元模型和热撕裂准则的耦合,建立用于工业AA6111合金半连续铸造的热撕裂模型.将此模型应用于实际制造过程,表征铸造速度、底部冷却、二次冷却以及几何形状变化对HTS的影响.结果表明,铸坯的HTS随着速度和铸坯半径的增大而增加,而随着底部界面传热系数或二次水冷却速率的增大而降低.该模型展示出在模拟热裂引发时结合最大孔隙率的能力,这将对优化铸造条件和化学成分以达到HTS最小化从而控制铸造质量产生重大影响.