过热度对12Cr2Mo1R大扁锭凝固过程中心宏观偏析的影响

基于体积平均的两相数学模型,耦合求解温度场、流场和浓度场,模拟计算过热度对12Cr2Mo1R大扁锭凝固过程碳元素宏观偏析的影响。本模型将钢液密度设为依赖于温度和溶质浓度的函数。因而,可以综合考虑温度梯度、浓度梯度以及体积收缩等因素对钢液流动的作用,能够更加精确地预测凝固过程溶质元素分布。本次实验研究了过热度对凝固前沿温度梯度、凝固速率和钢液流动速率影响规律,以及最终碳元素宏观偏析情况。模拟结果表明:过热度的增加导致铸件表面区域凝固前沿温度梯度升高,而对中心线区域凝固前沿温度梯度的影响不显著;过热度对铸锭凝固速率的影响很小。此外,过热度的增加使得钢液流动速度相应增加,并使得固液两相区宽度相应的减小。铸锭凝固过程中碳元素宏观中心偏析总体表现为:当过热度40℃时,增加过热度对加剧铸锭中心偏析不显著;然而,当过热度40℃时,提高过热度使得铸锭中心偏析急剧恶化。     

SWRCH35K冷镦钢球化退火工艺

在双相区+亚温区球化退火的基础上,对SWRCH35K冷镦钢进行球化退火试验.由SWRCH35K冷镦钢的化学成分通过Thermo-calc软件计算得到试验钢的A1点为719℃,A3点为792℃.在综合分析影响球化的因素的基础上,重点考虑加热温度、加热时间、等温温度、等温时间4个因素的影响,确定了它们的试验设定值,并依此设计出试验方案.由试验结果可知:在加热温度为730℃,加热时间为30 min,等温温度为700℃,等温时间为6h的情况下,碳化物颗粒尺寸适中、数量较多且分布弥散,获得了最好的球化效果.且整个球化周期约为8h,与一般的球化工艺相比,周期明显缩短.且加热温度和等温温度值的选取,可以为在线球化退火工艺的制定提供参考.     

奥氏体化对含Nb NM500低合金高强度耐磨钢晶粒和硬度的影响

研究了奥氏体化工艺参数对在国产NM500低合金高强度耐磨钢化学成分的基础上添加微合金元素Nb的试验钢的奥氏体晶粒长大趋势和组织硬度的影响,从而优化淬火工艺参数,使试验钢获得细小的晶粒和组织,在保证试验钢硬度的前提下,提高其冲击韧性。结果表明,含Nb量为0.043%的试验钢的奥氏体粗化温度为950℃,在950℃以下水淬获得的奥氏体晶粒尺寸细小,能使试验钢获得更好的冲击韧性。在850℃保温后水淬,随淬火保温时间的增加,试验钢组织硬度先增加后降低。为使试验钢到达NM500的硬度指标要求,淬火保温时间不能过长,控制在40 min以下为宜。     

基于3D-CAFE模型研究过冷度对430铁素体不锈钢凝固组织的影响

用3D-CAFE模型模拟了430铁素体不锈钢的凝固组织,研究了体形核最大过冷度对凝固组织的影响,而它的最大过冷度从2.20K以0.05K为间隔递增到3.35K.模拟结果表明,随着体形核最大过冷度增加,柱状晶区比例增加,等轴晶区比例减小,且外面激冷层细小等轴晶区和被拉长等轴晶区比例缩小.同时进行了430铁素体不锈钢的实验室凝固组织的研究,试验结果表明,在液相线温度下随炉空冷铸坯的凝固组织几乎都是球形等轴晶.实验与3D-CAFE模拟结果相吻合,说明3D-CAFE模型能为实验研究CET转变过程起到指导作用.     

Nb微合金化NM500低合金高强度耐磨钢动态连续冷却转变

利用Gleeble-1500热模拟试验机,对国产NM500钢化学成分基础上添加微量的合金元素Nb的实验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线进行了研究,实验结果表明:随Nb含量由0.018%增加到0.059%,实验钢的组织硬度提高;贝氏体转变出现和结束所需要的冷却速度提高,扩大了工艺参数选择的操作性;在冷速为5~8℃/s的情况下,使得马氏体和贝氏体的比例适中,保证试验钢获得NM500所规定的强度和硬度。     

水冷模铸下430铁素体不锈钢温度场和流场的数值模拟

用实验与模拟计算相结合的方法研究了水冷条件下430铁素体不锈钢的温度场分布、流场分布及凝固组织。水冷条件下,铸件的凝固组织几乎都是等轴晶,当顶部的传热系数h=100 W/(m2·K),四周和底部的传热系数h=2000 W/(m2·K)时,模拟计算的凝固组织与实验得到的组织基本一致。采用CAFE模块对水冷条件下铁素体不锈钢凝固过程的温度场和流场进行分析,得到铸件底部凝固前沿和液相线前沿温度梯度最大分别为6.75 K/mm和7.15 K/mm,从侧壁到中心,液相线前沿和凝固前沿的温度梯度逐渐降低;铸件底部到顶部固液两相区的宽度逐渐增加然后减小,固液两相区内流体流动速率逐渐降低,在底部达到最大值4.23 mm/s;液相线前沿流体流动速率呈逐渐增大的趋势,平均值为2.40 mm/s。