基于一种改进CA模型模拟双辊连续铸轧纯铝微观组织

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、曲率过冷和各向异性等重要因素的影响,定义了界面单元捕获规则,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,验证了模型的正确性.     

铝合金连续铸轧中间包流场的数值模拟及其优化

基于有限元分析软件FLUENT对中间包的流场进行了数值模拟研究和优化,结果表明,设置流动控制装置可明显改善铝合金熔液流动状况,有利于提高连续铸轧坯质量。对比了流动控制装置中的几种不同的堰坝布置,当堰与注流口间距为800mm、堰与坝间距为400mm、挡堰相对高度为550mm、挡坝相对高度为350mm时所得铝合金的液体净化效果最佳。     

基于CAFE模拟双辊连铸纯铝凝固微观组织

鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,基于热传输、流动传输、溶质传输等基本传输过程以及晶粒生长物理过程,建立了双辊连续铸轧纯铝凝固过程的宏观温度场、浓度场、微观组织及枝晶形貌演化的三维数学模型.采用CA-FE法对双辊连续铸轧纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,采用光学显微镜研究了铸轧工艺参数对凝固组织的影响.数值模拟结果表明,所建立的数学模型能够合理描述晶粒沿任意角度生长的过程,温度场、溶质场和微观组织形貌的模拟计算结果合理.模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性.     

工业金属薄板的双辊连续铸轧——技术现状与商业前景

双辊连续铸钆是一种将连续铸造和热轧合为一体，从而实现金属液体一次性形成工业薄板的新型技术。扼要地介绍了双辊连续铸轧技术在西方主要发达国家（包括北美、日本和西欧）的研究与主其在钢和有色金属薄板制造上的商业应用与前景。     

铸轧铝的组织、性能及工艺新进展

评述了铸轧铝带坯的组织特征与性能特点,综述了双辊连续铸轧铝带坯生产工艺的发展历史和现状以及当今世界的发展动向。分析了我国铝带坯的生产在世界上的地位以及存在的问题。     

铸轧镁合金薄带组织演变实验研究与模拟

以镁合金薄带双辊铸轧新技术为背景,开展了铸轧成形过程中组织性能的模拟研究。镁合金薄带双辊铸轧是以液态镁合金为原料,用两个反向转动的水冷铸辊为结晶器,直接制备1.5~3.0 mm镁合金薄带的短流程新工艺。对双辊铸轧轻合金薄带的凝固组织演化过程进行数值模拟,用以优化和指导制备技术,具有重要的理论意义和应用前景。项目研究组通过对双辊铸轧过程动态凝固成形的有限元数值模拟研究、镁合金薄带铸轧实验研究以及后续加工过程中的组织演变规律研究,得到了主要工艺参数对铸轧工艺稳定性及组织性能的影响规律。     

铝合金连续铸轧数值模拟现状及研究展望

介绍了目前关于铝合金连续铸轧过程数值模拟方法的种类以及面临的突出问题,结合当前国内外研究的现状,展望了铝合金连续铸轧数值模拟的发展趋势。     

预处理工艺对双辊铸轧3003铝合金再结晶行为的影响

对双辊铸轧3003铝合金板材进行了3种预处理退火,研究不同预处理工艺下的冷轧板材在380～500℃退火时晶粒组织和再结晶织构的变化规律。结果表明:最优化预处理工艺为610℃/12h+460℃/12h,高温阶段第二相尺寸发生粗化,低温阶段基体中Mn的过饱和固溶度显著降低,两者均有利于提高后续退火时的再结晶形核率。500℃退火时,在粗大第二相的附近产生了粒子诱发形核机制,降低了再结晶织构强度;并且退火时几乎不存在析出,析出相对再结晶形核的抑制作用甚微,从而得到了晶粒细小、织构弱的再结晶组织。     

双辊铸轧不锈钢薄带中细小晶粒组织的形成

为研究双辊铸轧薄带中各种组织的形成,在实验室的双辊铸机上进行704和1Cr18M9Ti奥氏体不锈钢薄带的铸轧实验．对铸轧薄带中所出现的各种细小晶粒组织进行分析,利用金属学及结晶热力学的理论结合有限元模拟计算所得结果对各种组织的形成条件和机制进行探讨,结果表明：双辊铸轧不锈钢可以得到2μm以下的表层激冷组织和2μm的细小枝晶组织,提高了材料表层的抗腐蚀能力;在铸轧薄带中不仅存在中心层的细小等轴晶粒,而且在枝晶区还存在由破碎的枝晶演变而来的较大等轴晶粒,对这些较大等轴晶粒的生成机制出了解释。     

半固态合金连续铸轧的技术现状与发展前景

半固态连续铸轧是一种融连续铸轧与半固态工艺为一体的新型金属板材成形技术。综述了半固态连续铸轧技术的现状与研究要点;分析了存在的问题并阐述了发展前景。     

双辊薄带连铸技术的研究现状及进展

综述了国内外双辊薄带连铸技术的研究概况,指出了这种先进技术在工业化应用中存在的问题,并展示了它今后的发展方向。     

近终形连铸技术的研究现状与发展

近终形连铸技术是短流程、低能耗的冶金新工艺。综述了国内外近终形连铸技术的研究与发展概况,指出了这种先进工艺存在的问题,对其今后的发展方向作了阐述。     

直接凝固注模成型SiC陶瓷——浆料凝固过程的研究

直接凝固注模成型是一种新的（准）净尺寸成型陶瓷部件的方法，本文主要研究了此方法的关键步骤一浆料凝固过程，高固相含量（＞５５ｖｏｌ％）浆料从可浇注的低粘度状态转变为有一定强度的凝固态（坯体）主要有两种方法，即增加浆料中的电解质浓度和移动浆料的ｐＨ值至等电点。     

铸件凝固过程的宏观及微观模拟仿真研究进展

面向市场经济,迎接全球化竞争的挑战,为国民经济的发展作贡献,就要十分重视制造业特别是铸造行业的发展。但是,我国铸造行业与国外相比有很大差距,它制约着国民经济的发展。世界各国在铸造成形加工技术的发展趋势方面,认识是一致的,即：一是大型工程中特大型铸件的关键铸造技术;二是向精确成形技术方向发展;三是用计算机模拟仿真逐步代替传统的经验性研究方法。铸造过程计算机模拟仿真是改造传统铸造产业的必由之路,是当今世界各国专家学关注的热点。铸造充型凝固过程的数值模拟可以帮助工程技术人员优化工艺设计,缩短试制周期、降低生产成本、确保铸件质量,已成为铸造领域最热门的研究课题之一。目前,凝固过程的流场、温度场数值模拟及缩孔缩松预测已应用于实际生产,应力分析、微观组织模拟等方面的基础研究及实用化进程都取得了很大进展。     

Bridgman-Stockbarger法定向凝固温度场的数学模型

本文提出了描述Bridgman-Stockbarger法定向凝固温度场的数学模型。它为如何设计最佳性能的装置以及如何定量地控制和确定实验的工艺条件提供了理论依据。本模型的计算结界与实验值之间得到了很好的吻合。     

不锈钢／普碳钢复合连铸技术及模拟研究

利用长、短水口结合电磁制动技术在同一结晶器内连铸复合钢坯是刚刚发展的一项新工艺。本文发展一种数学模型分析该工艺过程结晶器内两种异质钢液流动及分布特征。采用低Reynolds数湍流模型计算湍流参数，并以虚拟凝固壳来代替实际的凝固计算。通过与文献中的实验结果对比和较系统的数值分析，证明了模型的可靠性和所提方法改善工艺的作用。     

铸造合金凝固过程瞬时应力的测试

以计算机采集处理系统为手段,测试了应力框铸件凝固过程的瞬时应力.结果表明,该方法简便、速度快,精度高,可获得铸件凝固过程瞬时应力及温度的动态变化过程。     

反重力铸造对高强度铝合金凝固组织影响的研究

采用反重力铸造方法生产高强度铝合金铸件已成为航空、航天领域内获得优质构件的重要途径。研究了反重力铸造对高强度铝合金ZL114A和ZL205A铸件凝固组织的影响。结果表明,合金的凝固组织存在着不同的位置效应,对于ZL114A合金铸件,冷端晶粒尺寸最小,靠近浇口处晶粒尺寸粗大。对于ZL205A合金铸件,随距浇口处距离的减少,枝晶间分布的网格状θ(A l2Cu)相逐渐由粗变细,α(Al)枝晶内分布的黑色点状T(Al12CuMn2)相逐渐减少。分析表明,在反重力铸造补缩压力相同的情况下,合金的凝固温度范围不同是造成凝固组织不同位置效应的主要原因。     

铸造铝锂合金凝固过程及形成的组织的研究

在对变形铝锂合金成分及其相图进行充分分析的基础上，选取了一种锂低成分的铸造铝锂合金。通过组织分析和力学性能测试的结果表明：Ｚｒ不仅细化晶粒，而且改善δ相的析出，对性能的提高起重要作用；在铸造条件下，凝固过程可进行到５４７℃包晶反应发生；合金主要强化相是δ＇与Ｔ１；晶界上ＰＦＺ、富Ｓｉ相及平衡相Ｔ２的形成是导致沿晶断裂的主要原因。