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广泛应用于航天、航空领域的7050高性能铝合金大规格铸锭由于其具有高强高韧等优异性能而在航天、航空等领域得到广泛运用。因7050铝合金凝固温度区间大、温度场与流场分布不均匀,导致大型铸锭内部应力超限和凝固组织成分偏析而在铸造过程易产生裂纹,7050铝合金超声半连续铸造是目前国内外研究的热点和难点。本文来源于国家“973”项目“高性能铝材与铝资源高效利用的基础研究”之子课题“大铸锭能量传输与宏微观缺陷的产生及控制”,实验研究了超声外场对铝合金凝固组织的影响,通过对铸造过程有限元仿真分析并结合铸造工艺参数对温度场和应力场的影响,提出了超声参数与铸造工艺参数的匹配原则。1、实验研究了超声外场对铝合金铸造过程的影响,得到了超声工艺参数对铸造过程凝固组织的影响规律,研究结果表明：在凝固过程加入超声外场的作用能显著细化晶粒,使柱状晶破碎转化为等轴晶,并使铸件的力学性能得到改善;根据铸件的大小,超声功率存在一个合适的范围,功率过高或过低都将对晶粒细化效果产生不利影响；冷却强度越低,晶粒细化效果越好；变幅杆插入熔体深度越大,机械品质因数越低,越不利于晶粒细化。2、建立了半连续铸造过程的温度场和应力场有限元仿真数学模型,利用PROCAST软件对铸造过程温度场和应力场进行了分析,并研究了工艺参数对铸造过程液穴深度及裂纹倾向性的影响,其主要结论有：铸造速度越低,铸锭内外温差越小,液穴越浅,有利于减小铸造裂纹；冷却能力越大,液穴越浅,糊状区域越深；一冷区的换热系数主要影响铸锭的液穴深度,而二冷区的换热系数主要影响糊状区域的深度；3、结合超声铸造超声参数对凝固组织的影响及铸造工艺参数对铸造过程及裂纹形成的影响规律,提出了超声半连续铸造工艺参数与超声参数的合理匹配原则,具体为：合适的超声功率；较小的一冷区换热系数及较大的二冷区换热系数；较低的铸造速度；较浅的变幅杆插入熔体深度。超声参数和铸造工艺参数的合理选择是决定能否合格生产7050铝合金大规格铸锭的关键,本文的研究工作及结论将对7050铝合金半连续铸造提供一定的指导。