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铸造技术 2015年第9期36卷 2271-2275页

作者：张冬晓常庆明方健王丽潘成刚武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

根据半连续铸造过程的特点,以尺寸为2 800 mm×900 mm的大断面板坯为研究对象,建立了有限元(Finite Element)和元胞自动机法(Cellular Automaton)相结合的ca-fe模型,模拟计算了半连续铸造凝固过程的温度场和三维微观组织。探讨了过热度... 详细信息

根据半连续铸造过程的特点,以尺寸为2 800 mm×900 mm的大断面板坯为研究对象,建立了有限元(Finite Element)和元胞自动机法(Cellular Automaton)相结合的ca-fe模型,模拟计算了半连续铸造凝固过程的温度场和三维微观组织。探讨了过热度、拉坯速度、二冷强度等因素对板坯微观组织的影响。

关键词：半连铸 ca-fe 微观组织数值模拟

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Ti-6Al-4V激光快速成形熔池凝固过程研究

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机械设计与制造 2017年第8期 103-105页

作者：王志坚王宗园宋鸿武李文艺沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110136 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

构建Ti-6Al-4V合金激光快速成形熔池凝固过程的数学和物理模型,运用ca-fe耦合算法模拟凝固温度变化和微观晶粒生长过程。模拟和实验结果基本相符,均表明:熔池温度场整体呈对称分布的趋势,熔池的宏观形貌为梭形结构;实验温度变化曲线和... 详细信息

构建Ti-6Al-4V合金激光快速成形熔池凝固过程的数学和物理模型,运用ca-fe耦合算法模拟凝固温度变化和微观晶粒生长过程。模拟和实验结果基本相符,均表明:熔池温度场整体呈对称分布的趋势,熔池的宏观形貌为梭形结构;实验温度变化曲线和模拟温度变化曲线基本一致,由于结晶潜热的释放出现短暂的温度平台;熔池在0.325s内完成凝固,冷却速率为1292.6℃/s;熔池中晶粒生长以粗大β柱状晶为主,朝着熔池中心位置生长,最佳生长方向与熔池凝固时负温度梯度方向一致,体现出晶粒生长几何择优取向的一致性,晶内为针状马氏体构成的网篮结构。

关键词：激光快速成形微观晶粒 ca-fe 熔池温度场

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钛合金激光快速成形熔池凝固晶粒生长机理研究

钛合金激光快速成形熔池凝固晶粒生长机理研究

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作者：李文艺沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

激光快速成形制造技术现今得到了迅猛发展,但目前对于激光快速成形过程中熔池的高温性不平衡性快速凝固过程的研究和理论尚不清晰。激光快速成形件中熔池的微观组织对工件的机械力学及综合使用性能有着重要影响。快速成形加工工艺参数... 详细信息

激光快速成形制造技术现今得到了迅猛发展,但目前对于激光快速成形过程中熔池的高温性不平衡性快速凝固过程的研究和理论尚不清晰。激光快速成形件中熔池的微观组织对工件的机械力学及综合使用性能有着重要影响。快速成形加工工艺参数如激光功率、扫描速度等决定熔池的宏观温度场、流场等,其中熔池存在的过冷度驱动液态金属的凝固,液态金属的流动影响熔池形貌及晶粒的生长,共同作用形成熔池的微观形貌。激光快速成形具有非平衡高温瞬时性,目前通过实验实时观察检测和研究熔池中微观组织的生长演变过程难以实现。因此,激光快速成形熔池凝固过程中微观组织的生长演变的模拟方法研究成为前沿主题。目前对熔池凝固过程中的温度场、流场等宏观物理场的模拟取得丰硕的成果。但对于TC4钛合金激光快成形熔池凝固微观组织的生长演变数值模拟大多处于起步阶段,尚未有较为成熟的模拟成果公开发表。本文采用元胞自动机法与有限元法相结合的技术,构建了宏观-微观耦合cafe(Cellular Automata-Finite Element)模型,对TC4激光快速成形熔池的微观组织生长演变过程进行了模拟,结合理论模拟和激光快速成形实验分析研究熔池微观组织凝固机理。fe法主要用于模拟熔池的温度场、流场等复杂宏观物理场量。基于宏观有限元的模拟结果,然后用ca法模拟熔池凝固过程中微观组织的形核生长及演变过程。激光快速成形过程中熔池温度场初始时呈对称状,之后出现拖尾现象;熔池内液态金属则由熔池中心出发向熔池底部边缘呈环形流动。结合激光快速成形实验、测温实验和微观组织金相偏析等实验,测量记录不同工艺参数下熔池微观组织及温度,得到过冷度、冷却速率、元素分布含量和显微硬度等结果,并构建激光工艺参数与过冷度、冷却速率、温度梯度的数学关系,分析快速成形加工时激光工艺参数对熔池凝固过程的影响。对比实验结果,结果显示模拟结果和实验结果基本吻合,熔池由粗大的β柱状晶组成,晶内组织为’?针状马氏体,初步探究熔池凝固晶粒生长机理。

关键词： TC4钛合金激光快速成形熔池凝固 ca-fe 微观组织

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大断面立式半连铸坯凝固微观组织的数值模拟

大断面立式半连铸坯凝固微观组织的数值模拟

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作者：张冬晓武汉科技大学

学位级别：硕士

特厚大断面连铸坯的生产目前仍是业界的难题。通过数值模拟的方法，分析半连铸过程的凝固组织形貌及不同工艺情况对凝固组织的影响，是开发1600mm×500mm的立式大断面半连铸机的必要手段。本文根据立式半连铸的特点及钢液凝固的复杂过... 详细信息

特厚大断面连铸坯的生产目前仍是业界的难题。通过数值模拟的方法，分析半连铸过程的凝固组织形貌及不同工艺情况对凝固组织的影响，是开发1600mm×500mm的立式大断面半连铸机的必要手段。本文根据立式半连铸的特点及钢液凝固的复杂过程，建立了有限元(FiniteElement)和元胞自动机法(Cellular Automaton)相结合的ca-fe模型。以断面尺寸为1600mm×500mm的H13钢为研究对象，基于有限元软件ProcaST建立了的铸坯的物理模型。通过边界条件和参数设置，模拟了立式半连铸过程的拉坯、凝固过程及凝固微观组织，得到了不同时刻的温度、凝固坯壳、凝固组织的特点，并从过热度、拉坯速度、二冷段冷却强度等方面模拟分析了不同工艺条件对凝固微观组织的影响。研究结果表明，应用宏微观耦合的ca-fe模型可以较好的模拟大断面立式半连铸坯的温度场、凝固场和凝固微观组织;随着过热度的增加，晶粒平均尺寸增大，等轴晶比例增大，经分析，应选择较低的过热度来进行浇注;拉坯速度对凝固组织的影响也较大，较快的拉速可以使得晶粒平均尺寸减小，等轴晶比例增大;改变二冷段各区冷却水量后，模拟结果显示较弱的二冷段冷却强度的凝固组织晶粒更小，等轴晶比例更大。

关键词：大断面立式半连铸 ca-fe 微观组织数值模拟

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42CrMo连铸坯凝固组织数值模拟

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内燃机与配件 2018年第11期 108-111页

作者：刘一龙陈艳安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032

根据连续铸造过程的特点,以尺寸为1165mm×230mm的板坯为研究对象,建立了有限元(Finite Element)和元胞自动机法(Cellular Automaton)相结合的ca-fe模型,模拟计算了连续铸造凝固过程的温度场和三维微观组织。探讨了过热度、拉坯速度、... 详细信息

根据连续铸造过程的特点,以尺寸为1165mm×230mm的板坯为研究对象,建立了有限元(Finite Element)和元胞自动机法(Cellular Automaton)相结合的ca-fe模型,模拟计算了连续铸造凝固过程的温度场和三维微观组织。探讨了过热度、拉坯速度、二冷强度等因素对板坯微观组织的影响。

关键词：连铸 ca-fe 微观组织数值模拟

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