有色合金2022年第12期/第71卷1529AA5182铝合金半连续铸造过程热裂敏感性模拟研究于博1,豆瑞锋1,王一帆1,王俊升2,刘训良1,温治1（1.北京科技大学能源与环境工程学院，北京100083；2.北京理工大学前沿交叉科学研究院，北京100081）摘要：热裂是铸造过程中的十分常见且严重的缺陷之一，多年来一直是铸造领域研究的重点课题。本文结合应变的三维分解方法，将RDG热裂预测判据扩展到三维，使其能够更准确地预测合金的热裂敏感性。同时用扩展的热裂模型预测直冷铸造（Directchillcasting，DCcasting）进行应用，考察浇注温度、铸造速度等工况参数对热裂产生的影响。研究发现，收缩孔隙的形成与铸坯内部的冷却速率有很大关联；而变形孔隙的大小则主要取决于铸坯局部的应变大小。提高铸造速度会显著促进孔隙的形成，而增大浇注温度会抑制收缩孔隙、变形孔隙的形成。在实际生产中，适当调配浇注温度与铸造速度可达到同时增加产率与降低热裂敏感性的目的。关键词：DC铸造；热裂；孔隙；AA5182铝合金作者简介：于博（1996-），男，硕士研究生，研究方向为铝合金热裂研究。E-mail：lzlcmlhq26@163.com通信作者：豆瑞锋，男，博士，副教授。E-mail：douruifeng@ustb.edu.cn中图分类号：TG249.7文献标识码：A文章编号：1001-4977（2022）12-1529-08收稿日期：2022-03-22收到初稿，2022-05-18收到修订稿。得益于铝合金在地表丰富的储量以及本身质轻、高强度的材料性能，铝合金正被广泛应用于交通、建筑、航空航天等各个领域[1]。目前工业上应用的铝合金主要通过半连续铸造（DCcasting）的方式生产，而通过连铸进行大尺寸铝合金坯的生产一直是工业上的难点。在半连续铸造过程中，由于冷却水会直接与铸锭接触产生的强烈冷却作用会在铸锭内产生很高的冷却速率、温度梯度，进而导致铸坯内部会产生很高的热应力应变，而较高的热应力通常被认为是导致铸锭出现热裂等缺陷的主要原因[2]。除了冷却条件，目前有关半连续铸造的研究普遍认为：过热度和铸造速度（拉速）也会显著影响铸坯内部的温度梯度、应力分布等，也是影响铸坯质量的主要因素[3]。5182系列的铝合金具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，被广泛应用于制造飞机、车辆、船舶等，被看作是最有前途的铝合金之一。因此，本文以AA5182铝合金为研究对象，建立连铸圆坯凝固传热数学模型，设置不同的过热度、拉速对铝合金连铸圆坯凝固过程进行模拟。进而通过C#编程将有限元模拟得到的铸造结果与热裂预测判据进行耦...
