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不同钢种凝固模式的模拟分析研究被引量:1
2024年
采用铸造模拟分析软件对3种6 t具有不同液固两相区温度区间的钢种进行了凝固过程的数值模拟分析。结果表明,不同液固两相区温度区间钢的凝固模式相差较大,按两相区温度区间的大小,其凝固模式呈现出由“U”型整体凝固模式向“V”型顺序凝固模式的转变。现场钢锭冒口解剖结果表明,一次缩孔深度与实际缩孔深度较相近,验证了模拟结果与现场试验结果具有较高的吻合度。
徐亚东徐亚东杨靖安葛彗超牟雪萍郭敏崔磊
关键词:凝固模式
高镍316L不锈钢连铸方坯凝固模式及残留铁素体特征
2024年
奥氏体不锈钢中的残留铁素体对其使用性能有着重要影响,而残留铁素体特征主要与成分、冷却速率和凝固模式有关。研究了高镍含量316L奥氏体不锈钢连铸方坯,其成分位于共晶点附近,凝固模式容易发生改变。采用金相显微镜(OM)、image-pro-plus软件计算等方法,探究316L奥氏体不锈钢连铸方坯沿厚度方向残留铁素体特征及分布规律。结果表明,残留铁素体沿厚度方向呈现短棒状、颗粒状、骨骼状和网状结构,其铁素体分布情况与板坯中“M”形分布相似。铸坯表面到距铸坯表面55 mm处,铁素体体积分数在2%左右波动,在距铸坯65 mm处,铁素体体积分数增加到最高值(4.77%),随后75 mm处铁素体体积分数又突然降低,从75 mm到中心铁素体体积分数有增加趋势。使用电子探针(EPMA)分析发现,Cr、Ni、Mo、Si、Mn等元素都出现了不同程度的微观偏析现象,同时发现由铁素体通过固态相变形成的二次奥氏体还保留部分铁素体的成分特征。使用热力学计算软件(Thermo-Calc)计算了Fe-Cr-Ni三元相图以及铸坯边部和中心的平衡凝固过程,计算结果表明,铸坯边部以FA模式凝固,铸坯中心以AF模式凝固。通过残留铁素体形貌判断的凝固模式与热力学计算结果不同,铸坯在边部和中心以AF模式凝固,在柱状晶区出现了以FA模式凝固的骨骼状铁素体。最后分析了残留铁素体分布的形成机理,表面细晶区铁素体体积分数较少,这是由于表面凝固模式为AF模式;在距铸坯表面65 mm处铁素体体积分数增加到最高值,这是由于凝固模式发生了由AF模式向AF+FA模式的转变;75 mm处铁素体体积分数降低,这是由于凝固模式又转变为了AF模式;从75 mm处到铸坯中心,等轴晶结构和冷却速率降低使得固态相变所需的扩散距离增加,导致铁素体体积分数增加。
王洋陈蕾牟望重张政睿王剑陈超
关键词:热力学计算凝固模式
钢种初始凝固模式对连铸坯表面质量的影响被引量:5
2023年
连铸过程中铸坯表面常产生各种质量问题,严重影响铸坯质量和生产顺行,然而,钢种初始凝固模式的差异对铸坯表面质量缺陷的影响规律尚不够明确。选用一系列代表性钢种,利用JmatPro软件进行了热力学平衡相图和高温力学性能的计算,结合Fe-C-X多元伪平衡相图特征点的理论计算公式,综合研究不同钢种的初始凝固模式及其对铸坯表面质量的影响规律。结果表明,对4种不同凝固模式的钢种而言,低碳、亚包晶凝固模式的钢种铸坯的主要表面质量缺陷分别是皮下夹杂、表面纵裂,其主要原因是高温阶段的相变引起的极限屈服强度和相变应变的变化;过包晶与高碳凝固模式的钢种铸坯很少出现表面质量问题。因此,表面缺陷的发生概率由钢发生高温相变(L+δ→γ/δ→γ)时δ相的比例、温度区间及坯壳的相变应变程度共同决定。基于钢种凝固模式及其对铸坯表面质量的影响,预测可能出现的铸坯表面质量缺陷,并采取相关措施降低表面缺陷发生率,对提高连铸坯质量具有重要意义。
李伟李伟李阳李阳程常桂金焱
关键词:铸坯
成分与冷却速率对高硅不锈钢凝固模式的影响被引量:5
2022年
高硅奥氏体不锈钢因其较高的Si元素含量所表现出的优异耐蚀性能而成为制酸行业普遍应用的一种特殊钢种。然而,高含量Si元素的加入会引发铸造缺陷和成分偏析加剧以及钢中析出相增多,热加工过程中易产生热裂纹等问题。高硅奥氏体不锈钢凝固过程中δ铁素体的含量、形态和分布与合金化学成分和热加工历史紧密相关,其室温组织取决于析出相的析出顺序和随后的固态相变,因此,奥氏体不锈钢的凝固模式势必会影响合金的热塑性。为此通过调整高硅奥氏体不锈钢中Si元素与Cr元素的含量,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,探究了合金成分变化与冷却速率对高硅奥氏体不锈钢凝固模式的影响,并对经典铬镍当量算法进行了评估。结果表明,Schneider铬镍当量算法相较于Rajasekhar铬镍当量算法对大多数合金的凝固模式预测较为准确;随着合金中Si元素与Cr元素含量的提高,合金凝固模式由AF模式转变为FA模式,合金凝固过程中经历更多的“δ→γ”固态相变,其中质量分数为6.0%Si成分的合金对应的δ铁素体增幅减缓;随着质量分数为5.0%的Si铸锭冷却速率的提高,合金凝固模式由AF模式转变为A模式;Hammar and Svensson凝固路线判据可以准确预测高硅奥氏体不锈钢的初始析出相。研究为合理制定高硅奥氏体不锈钢的合金成分与成形工艺提供理论依据。
胡勇张会莹林鸿泽欧阳明辉褚成王力华
关键词:铸态显微组织凝固模式冷却速率
激光增材制造316不锈钢凝固模式与显微组织的研究
增材制造所提供的制造自由度和奥氏体不锈钢所拥有的良好抗腐蚀性和优异高低温力学性能,使得增材制造3系奥氏体不锈钢成为石油、冶金、化工、汽车和核电等领域创新功能产品制造的有效手段。当前,增材制造3系奥氏体不锈钢的研究主要集中...
周琴
关键词:增材制造奥氏体不锈钢凝固模式
凝固模式对定向凝固TiAl-Nb合金组织和力学性能影响被引量:4
2018年
目的研究凝固模式对Ti Al-Nb合金定向凝固组织和力学性能的影响。方法利用Bridgman定向凝固方法制备了单一β、亚包晶、过包晶以及单一α相4种凝固模式的Ti Al-Nb合金,对显微组织进行观察,并进行室、高温拉伸性能测试及断口形貌分析。结果单一β凝固模式柱状晶明显倾斜,其他凝固模式合金的柱状晶挺直且宽度较均匀,除单一α凝固合金中片层方向近似与定向凝固方向平行外,其他模式凝固合金中大部分片层方向与定向凝固方向呈近45°夹角;拉伸性能结果显示,亚包晶合金室温和高温抗拉强度最高,分别为429和483 MPa,单一α相合金室温和高温抗拉强度最小,分别为281和204 MPa。结论亚包晶合金其室温和高温拉伸性能均高于其他凝固模式的合金性能,但定向凝固试样制备过程中产生Y_2O_3颗粒夹杂,导致拉伸试验过程容易形成应力集中,致使定向凝固Ti Al-Nb合金较早发生断裂。
李岩王天浩张黎伟林均品丁贤飞李建崇南海
关键词:定向凝固显微组织力学性能
TP304L不锈钢凝固模式对荒管内壁翘皮的影响
2018年
针对TP304L不锈钢圆钢在穿孔后出现不同程度的内壁翘皮现象,对内壁翘皮样品进行高倍测试及组织分析。分析结果表明:荒管内壁形成翘皮的主要原因是板条状铁素体造成,出现板条状铁素体的原因是由于其凝固模式造成的。凝固模式由FA模式调整到AF模式后,内壁翘皮问题解决。
史茜冯惠伟唐明琦杜雯雯杨雪澜李少正
关键词:翘皮铁素体凝固模式
凝固模式对Gasar多孔Cu-Cr合金结构及组织影响被引量:1
2015年
在0.6 MPa纯H2气氛中,采用金属/H2共晶定向凝固(Gasar)技术制备得到Gasar多孔Cu-x Cr合金。研究了Cr含量、凝固模式以及凝固速率对Gasar多孔合金气孔结构和显微组织的影响。结果表明,当合金以平面、胞状及柱状枝晶凝固时,Gasar多孔Cu-x Cr合金能获得定向生长气孔。当凝固方式转变为等轴枝晶凝固时,定向生长气孔发生中断。Gasar多孔Cu-x Cr合金(x=0.8%、1.3%)气孔在共晶相前沿析出,与共晶组织协同定向生长。随Cr含量增加,共晶组织体积百分比增加,孔隙率和孔圆整度进一步增加;随多孔Cu-1.3 Cr合金试样凝固高度增加,凝固速率下降,界面生长方式转变为等轴晶生长方式,则无法得到定向生长气孔。
宋群玲金青林李再久杨天武蒋业华周荣
关键词:凝固速率共晶组织凝固模式
凝固模式对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响
为了明确凝固模式对铸造Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响,研究了四种凝固模式(F、FA、AF和A模式)的铸态合金的微观组织和形状记忆效应.结果表明,由于奥氏体主要由δ→γ相变形成,FA和F模式的铸态合金的...
彭华备文玉华杜阳阳陈捷
关键词:铸态合金凝固模式形状记忆效应
含氮不锈钢凝固模式及显微组织研究被引量:11
2014年
研究了四种不同N含量的18Mn18Cr N不锈钢的凝固模式、显微组织和元素分布.结果表明:N含量影响18Mn18Cr N合金系的凝固模式和显微组织.氮的质量分数由0.07%增加至0.72%时,实验钢的凝固模式由F模式转变为A模式,显微组织由铁素体和奥氏体魏氏两相组织转变为铁素体和奥氏体两相组织以及单相奥氏体组织.N含量影响奥氏体相形貌,随N含量增加,奥氏体由板条状、针状转变为枝晶间和等轴状.枝晶间和等轴状奥氏体晶粒中存在褶皱形貌,且随着氮含量增加,褶皱数量增多.褶皱的产生与凝固过程中奥氏体相内部Fe、Mn、Cr元素的偏析有关,且该凝固偏析被保留至室温组织中.
房菲李静媛王一德
关键词:不锈钢氮含量凝固显微组织偏析

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李再久
作品数:86被引量:129H指数:7
供职机构:昆明理工大学
研究主题:多孔 铜 定向凝固 气孔率 气孔结构
金青林
作品数:129被引量:256H指数:10
供职机构:昆明理工大学
研究主题:多孔 铜 定向凝固 糊状区 气孔率
张程宾
作品数:317被引量:304H指数:10
供职机构:东南大学
研究主题:分形 传热 微通道 相变材料 数值模拟
吴苏晨
作品数:32被引量:13H指数:2
供职机构:东南大学
研究主题:液冷系统 冷凝 浸没式 冷却装置 工质
邓梓龙
作品数:78被引量:18H指数:2
供职机构:东南大学
研究主题:微通道 分形 浸没式 冷凝 流体