Einfluss der elektromagnetischen Leistung auf die Mikrostruktur und Eigenschaften der Aluminiumlegierung 2219 in der elektromagnetischen Stranggießtechnologie

Die elektromagnetische Stranggießtechnologie dient als bedeutendes Mittel zur Verbesserung der Gießleistung der Aluminiumlegierung 2219. Die Untersuchung des Einflusses von Variationen im elektromagnetischen Feld auf den Erstarrungsprozess ist entscheidend für das Studium der Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften von elektromagnetisch gegossenen Halbzeugen. Durch experimentelle Forschungen wurden Variationen in der Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften sowohl für die gewöhnliche Direkthalbgießung als auch für drei verschiedene elektromagnetische Gießblöcke untersucht. Die COMSOL-Software (COMSOL Multiphysics 6.0) wurde zur Simulation des Temperatur- und Strömungsfeldes verwendet, um die resultierenden Leistungsänderungen zu erklären. Die Ergebnisse zeigten den Einfluss der elektromagnetischen Stranggießtechnologie durch das elektromagnetische Feld, das durch die Lorentzkraft und das Schmelzen von der Schmelze erzeugt wird, wodurch die Schmelzfluss- und Temperaturverteilung verbessert wurde, sodass das Schmelzmittel und der Rand der Schmelze durch erzwungene Konvektion verstärkt wurden, wodurch die Gewebeverfeinerung, mechanischen Eigenschaften und die Segregation des Cu-Elements verbessert wurden. Mit einer Erhöhung der elektromagnetischen Leistung war die Verteilung des Temperaturfeldes homogener, das Segregationsphänomen wurde mehr gemildert und die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften war bedeutender. Die optimale Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften wurden bei einer Leistung von 20,0 kW erreicht, mit einer 74,7%igen Verbesserung der Kornverfeinerung im Zentrum und einem Anstieg der Zugfestigkeit um 30,8%. Zudem wurden signifikante Verbesserungen bei Segregationsphänomenen beobachtet.