液相流动在金属凝固中的作用

液态金属的流动有多种形式，它对金属冶金、凝固过程有着重要影响。文章从传输过程、凝固组织和成分偏析等三个方面对液相流动作用作了综述。通过控制液相流动的方式和行为来调节凝固过程的传输行为，达到控制或改善凝固组织和偏析程度的目的。对从事材料冶金和凝固等相关领域的研究人员有较大参考价值。     

磁场对金属材料凝固的影响

控制并得到合适的凝固组织一直是材料工作者研究的方向。近年来人们对金属在磁场中的凝固做了一系列研究,取得了一定成果。主要介绍了磁场对金属凝固过程的影响,包括磁场驱动流体流动、控制宏观偏析、改善凝固组织等,并对未来的研究工作进行了展望。     

双辊薄带连铸啮合点前流动与凝固特征分析

应用连铸专用软件Calcosoft模拟了双辊薄带连铸过程的流场和温度场,着重分析了啮合点钢液流动的特点.结合凝固组织研究,研究了啮合点前的钢液流动对凝固组织的影响.并且结合了啮合点处钢液流动的利用,认为将啮合点钢液控制在糊状区是最佳工艺条件.     

钢锭内部的金属流动与宏观偏析

钢锭内部的宏观偏析取决于凝固过程中凝固界面处的溶质分配及固－液两相区中的溶质流动。溶质分配和流体流动受钢锭合金成分、冷却条件及凝固形式等影响。根据钢锭中宏观偏析形成的最新理论，从枝晶间流动、凝固组织、成分、冷却条件等方面，详细论述了钢锭中宏观偏析的控制。     

钢水流动对连铸坯初期凝固的影响

为了定量把握结晶器中的钢不流动、钢水过热度及结晶器传热阻力对初期凝固坯壳的凝固不均一的影响，利用水冷铜板的浸渍实验，测定了各种铸造条件下的凝固坯壳厚度、凝固不均一度及对枝晶偏角；利用水力模型实验，并对实机铸坯的凝固组织分析，ＥＰＭＡ对负偏析带的线分析，得出了在结晶器中凝固坯壳上负偏析带的产生原因。其主要结果是：①随着钢水８流动速度及过热度的增加，凝固坯壳度减少，凝固坯壳不均一度增大；②缓冷结晶器可     

钢水流动对凝固组织影响的模型

在大方坯、小方坯铸造中，为了防止中心偏析和中心疏松，在结晶器内和凝固末端，采用电磁搅拌使凝固组织等轴晶化，在凝固末期采用轻压下技术来防止凝固收缩时的钢水流动。但是对偏析晶粒影响很大的等轴晶率和等轴晶粒大小，因钢种、铸坯尺寸、铸造速度、钢水过热度及流动条件等会发生怎样的变化，目前还未建立定量的推定方法。     

不同条件下脉冲电流对纯铝凝固组织的细化

在金属凝固的过程中施加脉冲电流是一种有效的细化凝固组织的方法。围绕脉冲电流细化晶粒的机制提出了多种理论。利用纯铝作为研究材料,在脉冲电流参数、浇注温度等工艺参数不变的情况下,设计了两组铸型条件不同的试验,发现不同条件下得到的铸锭凝固组织的特征有所不同。结合结晶雨机制讨论了这些特征的形成原因,指出了熔体的流动情况对脉冲电流细化效果有重大的影响。     

基于反算热流的结晶器内流动--传热--凝固耦合模拟

基于Navier-Stokes动量方程和湍流低雷诺数k-ε方程,综合考虑能量守恒和钢液凝固与糊状区对流动过程的影响,建立了描述结晶器内钢液流动、传热及凝固过程的三维耦合数学模型.以实测温度和结晶器反问题模型计算出的热流为边界条件,模拟计算了结晶器内钢水的流动、传热和凝固行为.钢液流动决定结晶器内的温度和热流分布,铸坯凝固受钢液流动和结晶器热流双重因素的影响.建立的模型以及由此得到的铸坯凝固非均匀特征可为进一步考察浇铸过程中纵裂和其他表面缺陷提供借鉴和参考.      

钢的凝固组织的成因、显示、识别和控制

一、前言钢的凝固以及在冷却过程中产生的偏析、三、四次夹杂物以及其他各种低、高倍缺陷对钢质造成的不良影响,在以后的热处理和压力加工过程中也难以完全消除。因此,应该重视对钢凝固组织和凝固过程的控制。各种不同的凝固条件(例如不同的温度梯度,冷却速度、凝固速度、溶质分布、钢液流动等),得到的凝固组织也不同。因此,我们可以从已经凝固了的钢的     

电磁场对改善钢材质量的作用

研究了电磁制动技术对结晶器内钢液流动及夹杂物迁移行为的作用,以及电磁搅拌和电磁超声波对钢材料凝固组织的影响。研究结果表明,在恒稳电磁场作用下,钢液内形成的与钢液流动相反的电磁力可有效地控制钢液流动、稳定液面波动,有利于夹杂物的去除;在电磁搅拌和电磁超声波的作用下,金属的凝固组织得到细化,等轴晶比率明显提高。计算了磁场对奥氏体／铁素体及铁素体／奥氏体平衡边界的影响,磁场对相图的奥氏体／铁素体界限产生很大影响,使其向高成分或高温度区域移动;随成分不同,磁场每增加1T,钢的Ae3温度升高2～3℃。研究了电场奥氏体化对中碳合金钢40MnMoV性能的影响,与常规工艺处理样品相比,电场奥氏体化可使其硬度值升高,且冲击性能和拉伸性能的指标都有所提高。     

连铸坯的半宏观偏析

1.序言现已查明,在连铸坯轴心部位存在的偏析中,历来认为不成问题的小型偏析(半宏观偏析),也是妨碍钢板质量均质性的重要因素。因此,人们开始重视半宏观偏析问题,并对连铸条件、凝固组织的影响和偏析程度等进行了调查研究。半宏观偏析主要是伴随凝固收缩而形成的高浓度液相的流动、积聚凝固而产生的。它的大小介于宏观偏析和微观偏析之间。     

斜坡预结晶法制备非枝晶半固态组织形成机制探讨

采用斜坡预结晶法制备了M2高速钢半固态坯料,研究了斜坡长度对坯料显微组织的影响,采用Image Tool软件进行定量分析,探讨了其非枝晶半固态组织的成形机制.结果表明:在浇注温度和斜坡角度一定时,斜坡长度对坯料显微组织有显著的影响.合金液在斜坡表面上流动将经过三个阶段:降温阶段、大量形核和球化阶段、形成凝固壳阶段.     

电磁搅拌工艺对模具钢组织和性能的影响

连铸二冷区辊式电磁搅拌能够打断凝固前沿枝晶,破碎的枝晶在剩余钢液中成为弥散等轴晶形核点,扩大铸坯中心等轴晶比例;另一方面,钢液的流动使未凝固钢液成分均匀化,减少中心偏析和疏松。通过对采用电磁搅拌工艺生产的中厚板模具钢进行低倍、硬度及组织分析,研究电磁搅拌工艺对改善模具钢组织和性能产生的影响。     

辊式电磁搅拌线圈位置对板坯凝固行为的影响

铸流辊式电磁搅拌是当前调控板坯凝固组织与抑制中间裂纹的有效技术。为了揭示其作用机理以及使用过程伴生的铸态组织不对称与白亮带现象，通过建立连铸过程电磁-流动-传热-凝固耦合模型，并采用分段模拟法，研究了辊式电磁搅拌及其线圈不同偏置位置对1 600 mm×230 mm断面低合金高强钢板坯连铸凝固行为的影响。结果表明，电磁辊在坯壳凝固前沿所产生的行波磁场的切向力效应及其对浓化钢水流动与温度场的影响促使了柱状晶向等轴晶生长的转变，从而在铸态组织上消除了常见中间裂纹缺陷的发生条件。同时发现，在电磁辊线圈与板坯断面对中安装工况下，其行波磁场存在突出的端部效应，即起始侧的磁感应强度与电磁力明显小于推向侧，这是导致板坯断面两端铸态组织不对称的主要原因。通过将线圈向搅拌辊行波磁场起始侧偏置安装可以有效减轻这种不对称的作用行为。当前板坯断面条件下，偏置量为150 mm时，板坯两端的磁感应强度可接近一致，铸态组织实现基本对称。结合生产试验指出，搅拌辊在坯壳凝固前沿产生横向电磁推力的冲刷作用是造成其在铸态组织中发生负偏析白亮带的诱因，这种白亮带不影响当前产品的成材率，但在后续板带产品中的演变与危害性尚不清楚。     

快速凝固Cu-30,35％Fe合金微观组织的分析研究

采用快速凝固技术制备了Cu-Fe合金。使用VHX-600超景深显微镜对Cu-Fe合金快速凝固组织进行观察,且与其普通凝固条件下的微观组织作对比,研究了快速凝固对铜铁合金的凝固过程和微观组织的影响。结果表明:快速凝固可以产生很大的过冷度,Cu-Fe合金与Cu-Co合金一样在快速凝固过程中发生液相分解。     

连铸初始凝固行为的热模拟研究

在归纳分析前人工作的基础上，通过热模拟试验和对振痕形貌、凝固组织的观测，研究了振痕凝固组织和初始凝固机理以及影响它们的重要工艺因素。     

搅拌剪切作用下凝固组织演变过程的数学描述

分析了凝固组织在搅拌剪切作用下的有效溶质分配系数,将凝固速度和搅拌转速作为凝固组织演变过程的主要因素,建立了凝固组织演变与凝固速度和搅拌转速的数学模型.结果表明:搅拌转速和凝固速度对凝固组织的形貌有较大影响,增大搅拌转速和降低凝固速度有利于提高形状因子.通过与实验结果比较,数学模型与实验结果基本一致.     

430不锈钢凝固显微组织模拟的3D CAFE模型

在同时考虑传热、流动和溶质扩散基础上建立了预测铁素体不锈钢多元合金凝固组织的3D CAFE模型,揭示了430不锈钢凝固过程中温度、固相率及晶粒形貌的变化规律.模型中采用高斯分布描述形核密度与过冷度的关系,应用KGT模型描述枝晶的生长过程.根据Fe-C-17% Cr平衡相图确定了430不锈钢的凝固路径,在考虑凝固收缩的基础上预测了铸锭的疏松和缩孔分布.组织模拟结果与实际铸锭基本一致,二者的温度变化和组织结构特征也基本吻合.      

高铬铸铁叶片局部定向凝固组织与性能研究

对高铬铸铁叶片的局部定向凝固组织与性能关系进行了实验室研究和工业性装机试验，确定了定向凝固对组织、硬度、密度和耐磨性能的影响，得出了适合的局部定向凝固工艺，所研制的高铬铸铁叶片耐用性获得明显提高。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十四讲 连铸结晶器中的钢液流动

连铸结晶器中钢液的流动方式对去除钢水中的夹杂物、防止卷渣和铸流冲刷凝固层十分重要。介绍了板坯连铸结晶器中的钢液流动和水口出口倾角、水口浸入深度及浇铸速度等参数对流动行为的影响，同时概括了小方坯弧形结晶器中钢液流动特点。