夹杂物对连铸小方坯凝固组织影响的数值模拟
发布时间：2020-12-21 09:49
连铸是现代钢铁生产的重要一环,借助于数值模拟的方法,冶金工作者已经对连铸的流场、温度场有了较为深入的认识,而连铸的凝固过程是一个同时涉及动量传输、质量传输和热量传输的复杂相变过程,通过实验的手段所能揭示的连铸凝固过程是很有限的,因此本文采用FD-CA相结合的数值模拟方法对连铸微观组织进行研究,并且考察浇铸温度、拉速等工艺参数对凝固组织的影响。同时,异质形核理论的研究证实钢中的某些夹杂物（如TiN）是可以作为异质形核核心而细化晶粒的。本文建立了以夹杂物为核心的异质形核模型,并研究了夹杂物几何形状、夹杂物数量和夹杂物分布方式等因素对凝固组织的影响。本文的主要结论如下:（1）对1×108m-3、2.5×108m-3、5×108m-3三种最大体形核参数进行了计算,结果表明:增大最大体形核参数会使平均晶粒直径由1.37 mm减小到0.89 mm,且最大体形核参数为2.5×108 m-3时的计算结果和真实铸坯组织基本相同;对节点类型的计算表明,4节点的V.Neumann型计算结果更接近真实铸坯组织。（2）对不同浇铸温度研究表明,提高浇铸温度会降低出结晶器时的坯壳厚度,当浇铸温度由1803 K增大到...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１不同类型夹杂物形貌??
建立差分方程分为直接代换法和能量平衡法两种，直接代换法就是从微分形式??出发用差商代替微商的办法建立差分方程，能量平衡法是将导热的基本定律直接近似，??局部地应用于围绕每个节点的各单元控制体积。针对图２．２中的节点，本问采用热平衡??法建立差分方程，该方法具有明确的物理意义。??????图２．２节点示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｄｅｓ??－１２－??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Q345钢凝固组织的模拟计算[J]. 赵莉萍,李钊,袁雪,李建超. 内蒙古科技大学学报. 2014(02)
[2]两相钛合金再结晶退火组织与织构演变的蒙特卡罗模拟[J]. 杨亮,魏承炀,雷力明,李臻熙,李赛毅. 物理学报. 2013(18)
[3]非均质形核细化16Mn钢凝固组织[J]. 华正利,宋波,毛璟红,王梦. 北京科技大学学报. 2013(01)
[4]化学成分对430铁素体不锈钢凝固结构的影响[J]. 常锷,梁建平. 宝钢技术. 2012(03)
[5]连铸坯凝固组织的数值模拟[J]. 郑艳,梁娜,刘兆武,范黎明,张利平. 连铸. 2012(03)
[6]温度梯度对晶粒生长行为影响的相场模拟[J]. 魏承炀,李赛毅. 物理学报. 2011(10)
[7]对22CrMoH连铸坯微观组织及合金元素影响的数值模拟[J]. 白李国,刘海英,张延玲,缪新德,阮小江. 北京科技大学学报. 2011(09)
[8]430铁素体不锈钢中Ti2O3+TiN复合核心形成的热力学研究[J]. 施晓芳,成国光,赵沛. 北京科技大学学报. 2010(10)
[9]第二相颗粒对多晶材料晶粒生长影响的元胞自动机(CA)模拟[J]. 柯常波,张新平. 中国有色金属学报. 2009(12)
[10]CAFE模型机理及应用[J]. 王金龙,赖朝彬,王福明,张炯明,任嵬. 钢铁研究学报. 2009(10)
博士论文
[1]连铸坯凝固过程微观偏析与组织模拟及轻压下理论研究[D]. 罗森.东北大学 2011
[2]409L铁素体不锈钢凝固组织的细晶均匀化及其机制研究[D]. 王超.上海交通大学 2011
[3]板坯连铸凝固过程微观组织的模拟研究[D]. 郭薇.东北大学 2010
[4]金属热变形及焊缝凝固过程的元胞自动机模拟[D]. 邓小虎.大连理工大学 2009
[5]SUS316和NIMONIC263焊接接头晶粒长大MONTE CARLO模拟[D]. 徐艳利.哈尔滨工业大学 2008
[6]TiAl合金锭凝固组织形成的数值模拟[D]. 刘东戎.哈尔滨工业大学 2006
[7]基于Monte Carlo方法的材料退火过程模拟模型及计算机仿真关键技术研究[D]. 张继祥.山东大学 2006
[8]方坯连铸宏观传输现象复合数值模拟的研究[D]. 冯科.重庆大学 2004
[9]铸件凝固过程微观组织及缩孔缩松形成的数值模拟研究[D]. 李文珍.清华大学 1995
硕士论文
[1]超纯铁素体不锈钢中夹杂物析出行为分析[D]. 刘赫莉.武汉科技大学 2013
[2]铸造凝固过程计算机数值模拟技术研究[D]. 李明明.武汉理工大学 2011
[3]连铸坯凝固组织的模拟[D]. 李杰.东北大学 2010
[4]钢中夹杂物的来源及性质研究[D]. 吕士忠.中南大学 2007
本文编号：2929624
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１不同类型夹杂物形貌??
建立差分方程分为直接代换法和能量平衡法两种，直接代换法就是从微分形式??出发用差商代替微商的办法建立差分方程，能量平衡法是将导热的基本定律直接近似，??局部地应用于围绕每个节点的各单元控制体积。针对图２．２中的节点，本问采用热平衡??法建立差分方程，该方法具有明确的物理意义。??????图２．２节点示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｄｅｓ??－１２－??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Q345钢凝固组织的模拟计算[J]. 赵莉萍,李钊,袁雪,李建超. 内蒙古科技大学学报. 2014(02)
[2]两相钛合金再结晶退火组织与织构演变的蒙特卡罗模拟[J]. 杨亮,魏承炀,雷力明,李臻熙,李赛毅. 物理学报. 2013(18)
[3]非均质形核细化16Mn钢凝固组织[J]. 华正利,宋波,毛璟红,王梦. 北京科技大学学报. 2013(01)
[4]化学成分对430铁素体不锈钢凝固结构的影响[J]. 常锷,梁建平. 宝钢技术. 2012(03)
[5]连铸坯凝固组织的数值模拟[J]. 郑艳,梁娜,刘兆武,范黎明,张利平. 连铸. 2012(03)
[6]温度梯度对晶粒生长行为影响的相场模拟[J]. 魏承炀,李赛毅. 物理学报. 2011(10)
[7]对22CrMoH连铸坯微观组织及合金元素影响的数值模拟[J]. 白李国,刘海英,张延玲,缪新德,阮小江. 北京科技大学学报. 2011(09)
[8]430铁素体不锈钢中Ti2O3+TiN复合核心形成的热力学研究[J]. 施晓芳,成国光,赵沛. 北京科技大学学报. 2010(10)
[9]第二相颗粒对多晶材料晶粒生长影响的元胞自动机(CA)模拟[J]. 柯常波,张新平. 中国有色金属学报. 2009(12)
[10]CAFE模型机理及应用[J]. 王金龙,赖朝彬,王福明,张炯明,任嵬. 钢铁研究学报. 2009(10)
博士论文
[1]连铸坯凝固过程微观偏析与组织模拟及轻压下理论研究[D]. 罗森.东北大学 2011
[2]409L铁素体不锈钢凝固组织的细晶均匀化及其机制研究[D]. 王超.上海交通大学 2011
[3]板坯连铸凝固过程微观组织的模拟研究[D]. 郭薇.东北大学 2010
[4]金属热变形及焊缝凝固过程的元胞自动机模拟[D]. 邓小虎.大连理工大学 2009
[5]SUS316和NIMONIC263焊接接头晶粒长大MONTE CARLO模拟[D]. 徐艳利.哈尔滨工业大学 2008
[6]TiAl合金锭凝固组织形成的数值模拟[D]. 刘东戎.哈尔滨工业大学 2006
[7]基于Monte Carlo方法的材料退火过程模拟模型及计算机仿真关键技术研究[D]. 张继祥.山东大学 2006
[8]方坯连铸宏观传输现象复合数值模拟的研究[D]. 冯科.重庆大学 2004
[9]铸件凝固过程微观组织及缩孔缩松形成的数值模拟研究[D]. 李文珍.清华大学 1995
硕士论文
[1]超纯铁素体不锈钢中夹杂物析出行为分析[D]. 刘赫莉.武汉科技大学 2013
[2]铸造凝固过程计算机数值模拟技术研究[D]. 李明明.武汉理工大学 2011
[3]连铸坯凝固组织的模拟[D]. 李杰.东北大学 2010
[4]钢中夹杂物的来源及性质研究[D]. 吕士忠.中南大学 2007
本文编号：2929624
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