机械工程材料

作者：楼华山, 吴振国, 王大红, 王冰心, 龙旺, 冯艺, 阙燚彬, 莫文锋, 覃祚萍, 王奕淳

关键词：铝合金熔炼, 石墨转子, 流体模拟, 元素分布

针对传统径流结构石墨转子熔炼的A356合金存在成分均匀性差的弊端，开发了一种新型混流结构石墨转子，通过Fluent仿真方法研究了不同转子转速（350，450?r·min?1）和不同转子底部与熔池底部的距离（轴流式叶轮直径的1/4和1/2，即10,20?mm）下，该石墨转子搅拌铝液的流场特性，确定了最优的熔炼工艺参数。采用该混流结构石墨转子制备A356合金铸件，利用单因子方差统计分析法分析了元素分布均匀性，观察其显微组织，并与传统径流结构石墨转子熔炼得到的合金进行对比。结果表明：当转子底部与熔池底部的距离为20?mm、转子转速为350?r·min?1时，铝液中产生漩涡，可有效地消除铝液在熔池底部的沉积，并在熔池内形成良性循环流动。采用混流结构石墨转子熔炼的铝合金铸件试样间和试样内各元素含量位于显著性水平α=0.05置信区间，无显著差异，铸件成分均匀；铸件组织中共晶硅尺寸细小，球化显著，未见长条状共晶硅，共晶硅变质充分，硅相在α-Al晶界处分布均匀。采用传统径流结构石墨转子熔炼得到的铝合金铸件成分不均匀，组织中存在长条状共晶硅，共晶硅变质不充分，硅相在α-Al晶界处分布不均匀。

来源：2025年第6期

《机械工程材料》期刊编辑部

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