铝双辊连续铸轧凝固微观组织的数值模拟(英文)

在研究双辊连铸纯铝薄带凝固过程的基础上,基于金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术建立双辊连续铸轧纯铝薄带凝固的异质形核,枝晶尖端的生长动力学(KGT),柱状晶向等轴晶生长的转变(CET)的解析模型;建立基于元胞自动机(CA)的双辊连铸纯铝薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织的仿真模拟奠定基础,从而为双辊薄带连铸工艺提供一定的理论指导。同时,利用双辊薄带连续铸轧纯铝凝固微观组织过程验证数学模拟的可行性。     

铸造速度对双辊薄带凝固组织影响的模拟预测

利用已建立的理论数学模型,以1Cr18Ni9Ti不锈钢为研究对象,模拟预测了在薄带厚度保持不变条件下铸造速度对薄带凝固组织中柱状晶区比例、柱状枝晶间距和取向度的影响规律.结果表明:随着铸造速度增大,1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带凝固组织中柱状晶区比例首先增大,然后又逐渐减小.而柱状枝晶取向度和枝晶间距则随着铸造速度的增大而减小,但在较快的铸造速度条件下,柱状枝晶间距在凝固结束时有突然增大的趋势.     

浇注温度对双辊薄带凝固组织影响的模拟预测

在已建立的理论数学模型的基础上，以1Cr18Ni9Ti不锈钢为研究对象，模拟预测了在薄带厚度保持不变条件下浇注温度对薄带凝固组织中柱状晶区比例、柱状枝晶间距和取向度的影响规律。结果表明：随着浇注温度升高，1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带凝固组织中柱状晶区比例首先增大，然后又逐渐减小。而柱状枝晶取向度和枝晶间距则随着浇注温度的升高而减小，但在较高的浇注温度条件下，柱状枝晶问距在凝固结束时有突然增大的趋势。     

双辊连铸铝合金薄带凝固组织模拟的微观模型

在研究双辊连铸铝合金薄带工艺凝固过程的基础上,运用金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术,建立了双辊连铸铝合金薄带凝固的异质形核、枝晶尖端的生长动力学、柱状晶向等轴晶转变(CET)的解析模型,同时建立了基于元胞自动机(CA)的双辊连铸铝合金薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形成的仿真模拟奠定了基础.     

快速凝固法制备Mg-Al-Ca合金薄带

通过单辊快淬法制备了Mg-8.2Al-4.7Ca合金薄带,采用XRF、XRD、金相显微分析、显微硬度测量等分析方法研究了其凝固组织及相结构,以及转速对镁合金条带厚度和显微硬度的影响。研究结果表明,急冷快速凝固条件下,合金形成非晶相 细小hcp-Mg(Al,Ca)相;镁合金薄带显微组织沿厚度方向分为近辊面细晶区、内部柱状晶和自由面粗晶区;随着辊速的提高,晶粒不断细化,薄带的硬度不断提高。晶粒细化是显微硬度提高的主要原因。     

熔池高度对双辊薄带凝固组织影响的模拟预测

在已建立的理论数学模型的基础上，以1Cr18Ni9Ti不锈钢为研究对象，模拟预测了薄带厚度保持不变条件下熔池高度对薄带凝固组织的影响。研究结果表明：随着熔池高度增加，1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带凝固组织中柱状晶区比例首先增大，然后又逐渐减小。而柱状枝晶取向度和枝晶间距则随着熔池高度的增加而增大，但在较低的熔池高度条件下，柱状枝晶间距在凝固结束时有突然增大的趋势。     

Micromodel of Simulation on Twin-Roll Continuous Casting Thin Strip Solidification Structure

在研究双辊连铸铝合金薄带工艺凝固过程的基础上,基于金属凝固的基本原理,建立双辊连铸铝合金薄带凝固的异质形核、枝晶尖端的生长动力学(KGT)、柱状晶向等轴晶生长的转变(CET)的解析模型,同时建立基于元胞自动机(CA)的双辊连铸铝合金薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形成的仿真模拟奠定基础,从而为双辊薄带连铸工艺提供一定的理论指导。同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。     

双辊薄带连铸凝固组织模拟微观模型的验证

以双辊薄带连续铸轧工艺凝固过程为基础,基于金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术建立了双辊薄带连铸凝固过程的异质形核、修正的枝晶尖端生长动力学、柱状晶向等轴晶生长转变(CET)的解析模型以及基于元胞自动机(CA)的双辊薄带连续铸轧凝固组织的仿真模型,为双辊薄带连续铸轧凝固组织形成的仿真模拟奠定了基础,同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。结果表明:可用建立的数学模型模拟预测铸轧工艺参数对双辊连续铸轧薄带凝固组织的影响。     

Simulation of Grain Growth during Solidification of Twin-Roll Continuously Cast Pure Aluminum with a Modified CA Model

基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机(Cellular Automaton,简称CA)-有限元(Finite Element,简称FE)模型基本原理,建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型。模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算,考虑了溶质扩散、曲率过冷和潜热释放等重要因素的影响,能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态。应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比,模拟结果与实验结果吻合较好     

立式双辊铸轧镁合金薄带微观组织分析

在实验室的立式双辊铸机上进行了AZ31B镁合金薄带的铸轧试验.研究了不同工艺下铸轧薄带微观组织,并对不同冷却方式下铸轧镁合金薄带微观组织进行了分析.结果表明,双辊铸轧镁合金晶粒细小、无共析现象发生.铸轧速度对板带的显微组织影响显著,当铸轧速度达到20 m/min时,镁合金薄带组织为理想等轴晶.对铸轧态镁合金薄带进行油冷,既防止了薄带表面氧化,又阻止了冷却过程晶粒长大.