球状金属颗粒在流动熔体中熔化过程的数学模型

针对冶金过程中常涉及到的固态金属在液态金属中的熔化过程建立数学模型,用焓法描述相变过程,采用有限体积法,对过热熔体中球状金属颗粒熔化过程及其影响参数进行研究.结果表明,金属颗粒的熔化受颗粒初始温度、熔体过热度以及熔体流动强度的影响.熔体流动对相变影响作用较大,受周围流体对流强度的影响,颗粒从表面凝固壳形成到熔化过程呈现非均匀性,在靠近上游的颗粒前端以及下游尾迹处颗粒熔化速度较快,而颗粒边缘熔化速度较慢.     

电渣重熔过程中电极熔速的确定

分析了电渣重熔过程中电极熔化速度对局部凝固时间和钢锭的结晶质量的影响，同时分析了熔化速度对工艺电耗的影响，讨论了通过改变熔化速度提高钢锭质量和降低电耗的途径，并给出了合理熔化速度的评判标准。     

钢轨钢连铸工艺的改进

下塔吉尔钢铁公司从1997年开始用含钒生铁冶炼的连铸坯来轧制钢轨.生产过程是经真空处理后钢水在结晶器断面为300mm×360mm的弧形连铸机上进行浇铸. 铸坯的表面质量取决于一系列的工艺参数:保护渣的成分(保护渣的粘度、熔化和凝固温度、熔化的速度);结晶器的振动参数;水口的浸入深度;以及上述参数能否得到严格的保证.     

基于有限元的板坯连铸凝固过程数值模拟

利用有限元分析软件Marc2003建立了板坯连铸凝固过程的二维数学模型.通过计算,可以得到连铸坯在任意段截面的温度场分布、凝固坯壳的厚度和相应的冶金参数.拉坯速度、过热度等工艺参数对温度场分布和凝固坯壳的生成影响很大,可以利用模型对工艺参数进行优化配置.     

铝合金半固态挤压扩展成形过程三维数值模拟

以半固态挤压扩展成形A2017铝合金扁型材为研究对象,采用有限元方法对半固态挤压扩展成形过程热流耦合场进行三维数值模拟,建立了热流耦合数学模型,确定了计算模型的边界条件以及所研究合金的热物性参数,获得了不同工艺参数和模具设计参数下合金动态凝固过程的温度场和速度场,特别是模具设计参数对模腔内合金流动规律的影响,从而为合理设计成形模具,调整成形工艺,提高制品质量找到依据．     

废钢熔化的热模试验研究

在250kg感应炉中将Φ20-Φ50mm的钢棒浸入到液体金属中,分别测量了1300℃、1400℃和1600℃的质量熔化速度(g/s)和径向熔化速度(mm/s)。用连续测温方法测量了1400℃和1600℃钢棒加热过程中试棒中心的升温速度。对试棒的熔化量进行了回归分析,得到的回归方程有较高的回归系数(R0.94)。测定和计算了加热过程中试棒与液体金属之间对流换热系数(W·m~(-2)·℃~(-1))和渗碳过程中碳的对流传质系数(m/s)。用金相法检验了试棒加热后的显微组织。废钢熔化第一期试棒表面先凝固一层铁水,受热后再重新熔化。废钢熔化第二期在试棒原组织与表面凝铁层之间有一层马氏体。     

连铸坯坯壳厚度的射钉测试及凝固系数的修正

针对目前采用射钉测量铸坯坯壳厚度的方法中没有考虑钉子射入铸坯后熔化时间的问题,建立了钉子在铸坯内部的传热数学模型,同时应用有限元软件MSC.Marc对钉子熔化过程进行数值模拟,提出了凝固系数的修正方法和计算式,以实际算例说明了凝固系数、凝固终点位置在修正前后分别有0.5%和1.2%的偏差,采用修正以后的计算式,凝固系数和凝固终点的计算更为准确,对实际生产具有指导意义.     

7050铝合金半连续铸锭在DSC分析过程中组织的变化

采用DSC(differential scanning calorimetry) 、金相、扫描电镜及其能谱分析等方法,研究了7050超高强铝合金φ200 mm半连续圆铸锭中非平衡凝固共晶体在DSC实验过程的变化.结果表明:7050超高强铝合金φ200 mm半连续铸锭中仅有一种非平衡凝固的低熔点共晶体,其开始熔化温度为477 ℃;当DSC分析的加热速度低于20 ℃/min时,在其加热过程,半连续铸锭中的非平衡凝固共晶体发生向具有更高熔化温度的Al2CuMg(S相)的转变,该合金中平衡S相的熔化温度为490 ℃;采用DSC方法研究非平衡凝固产物时,应考虑其在加热过程发生的转变.     

钢液中废钢熔化行为的热模拟试验

废钢熔化过程是控制转炉炼钢过程温度轨迹和废钢比以及电弧炉炼钢能耗和生产率的限制因素.为研究废钢在钢液中的熔化机理,考虑了废钢熔化过程中的传热传质过程,并基于废钢熔化理论分析模型,在实验室中进行了废钢熔化的热模拟试验.研究结果表明,当钢棒浸泡在熔池中较短时间时,钢棒外层形成凝固层.由于激冷效应,在凝固层与钢棒之间形成气隙...     

结晶器保护渣的性能优化及应用

通过对连铸板坯结晶器保护渣黏度、熔化速度、碱度及熔化温度等关键参数的优化,结合连铸工艺优化和操作规范,降低了结晶器粘结次数,减少了板坯表面纵裂,确保了生产稳定,提高了铸坯质量.     

用单向凝固法生产特厚板坯的可行性研究

介绍了侧冷方式下单向凝固的特点，并探讨了用这种工艺生产厚板坯的可行性。研究结果表明，在侧冷方式下，用该工艺铸造的钢坯组织致密，夹杂物上浮情况良好，无集中缩孔，综合成材率可达９０％左右，用该方法生产特厚板坯极具有可行性。     

结晶器保护渣的熔融-凝固机理

通过结晶器保护渣熔化过程的模拟实验以及对连铸生产过程中结晶器保护渣渣膜样的观察研究，深入分析结晶器保护渣的熔融凝固机理。由实验和观察结果可以看出，熔融凝固过程的微观分析有助于揭示保护渣在结晶器内的行为。     

Structure Evolution and Solidification Behavior of Austenitic Stainless Steel in Pulsed Magnetic Field

 To understand the solidification behavior of austenitic stainless steel in pulsed magnetic field, the solidification process is investigated by means of the self made high voltage pulse power source and the solidification tester. The results show that the solidification structure of austenitic stainless steel can be remarkably refined in pulsed magnetic field, yet the grains become coarse again when the magnetic intensity is exceedingly large, indicating that an optimal intensity range existed for structure refinement. The solidification temperature can be enhanced with an increase in the magnetic intensity. The solidification time is shortened obviously, but the shortening degree is reduced with the increase of the magnetic intensity.     

大型特厚板坯料制造技术现状和发展趋势

对厚钢板的主要用途和国内生产企业进行了概述,对大单重钢锭坯料主要生产方式优缺点进行了对比分析。详细介绍了国内外极厚钢板坯料制造技术的现状和主要产品,包括传统扁钢锭、电渣重熔扁钢锭、单向凝固钢锭、顺序凝固钢锭、超厚连铸坯、板坯复合技术以及坯料锻轧技术。电磁场作用下水冷结晶器顺序凝固技术制造矩型钢锭将成为厚钢板坯料制造的发展趋势。     

氩气雾化法制备FGH96高温合金粉末颗粒的凝固组织

利用扫描电镜(SEM)对氩气雾化(argon gas atomization,缩写AA)工艺制备的FGH96高温合金原始粉末颗粒的粘结形式、凝固组织、表面和内部形貌及其形成机理进行研究.结果表明:AA法制备的FGH96合金粉末,在颗粒尺寸d≥40 μm时,颗粒之间出现凸起式粘结、包覆式粘结以及葫芦式粘结,其中凸起式粘结...     

合金液滴雾化凝固过程分析与计算模型

雾化凝固过程是雾化制粉和喷射沉积过程中的关键步骤。文章分析了雾化凝固过程中的液滴的速度与粒度分布及液态冷却、再辉、偏析凝固、共晶凝固与液态凝固阶段，通过对合金液滴凝固过程中凝固潜热的释放与环境导热的分析导出了不同阶段液滴温度变化方程。     

单向凝固时通道偏析的形成条件及影响因素

用Ｐｂ－Ｓｎ，Ｓｎ－Ｐｂ合金在薄片、圆柱锭上研究通道偏形成的导热条件。对适当范围的温度梯度，凝固速度较低 小时通道偏析易于形成。对影响通道偏析的凝固界面和合金性质的研究结果表明：改变凝固界面的位置可显著减少或消除通道偏析。ｅρ／ｅρ＞０的合金，垂直定向凝固时也可形成通道偏析。同时，分析了这些影响规律在铸造实际中的应用。     

小方坯连铸机结晶器的研究

建立了铸坯固传热数学模型，模拟计算了铸坯温度场，坯壳厚度，热流场，坯壳热收缩应力场，坯壳与铜壁间气隙厚度，计算坯壳厚度与实测坯壳厚度基本吻合，计算结果为连铸机生产，连铸机设计提供参考。     

定向凝固大型铸锭研究

为满足高质量，大单重用厚钢板的急需，舞钢研制开发了，定向凝固技术经过２ｔ，１０ｔ铸坯的质量检验证明定向凝固工艺是成本低质量好的工艺路线，定向凝固改变了传统模注凝固模式，改善了结晶组织结构，气体夹杂成分偏析也与模注不同，有希望在低速大压下的轧制工艺下得到高质量的厚钢板。     

小方坯连铸机结晶器的研究

本文建立了铸坯凝固传热数学模型，模拟计算了铸坯温度场、坯壳厚度、热流场、坯壳热收缩应力场、坯壳与铜壁间气隙厚度；计算出的坯壳厚度与实测的坯壳厚度基本吻合，计算结果可为连铸机生产和连铸机设计提供参考。