连续炉中稀土渗碳变形规律的探索

本文研究了20CrMoH钢在连续炉中稀土渗碳对变形的影响,揭示了添加稀士元素之后,在获得相同渗碳层深度和金相组织的前提条件下,齿套跨棒距和齿轮内孔椎度、内孔椭圆度、公法线偏差、齿圈径向跳动的变形规律.)试验结果表明,稀土渗碳工艺条件下,变速箱同步器齿套和变速箱齿轮渗碳变形基本符合正态分布规律;与传统工艺相比,采用稀土渗碳可以使同步器齿套变形集中区域0.245～0.275mm下移至0.075～0.095mm范围,变形减少67.3%;与传统统工艺相比,采用稀土渗碳可以使变速箱齿轮内孔锥度、内孔椭圆度、公法线偏差和齿轮齿圈的径向跳动变形集中区域0.015～0.035mm、0.03～0.04mm、0.03～0.05mm、0.01～0.03mm分别下移至-0.025～-0.005mm、0.02～0.03mm、0.01～0.03mm和-0.01～0.01mm.     

20CrMnTi钢渗碳层深度和表层碳浓度分布的数值模拟

研究了常用渗碳钢20CrMnTi以不同工艺渗碳时渗层中碳的分布规律，建立了渗碳层深度与表层碳浓度间的关系，为渗碳工艺参数的优化、渗碳层深度和表层碳浓度分布的精确控制以及渗碳层深度的无损检测提供了理论依据。     

稀土渗碳的数值模拟研究

基于常规温度(920～930 ℃)下气体渗碳进行优化加入稀土元素的试验结果,提出常规温度下稀土渗碳的工艺模型,用通用有限元分析ADINAT程序进行了数值模拟,取得了较满意的结果.进而结合低温稀土气体渗碳的已有工作,建立温度为850～930℃范围内稀土渗碳的数值模拟模型,以利于稀土渗碳过程的计算机控制.     

常用渗碳材料渗层碳浓度分布数值模拟系统

建立了不同渗碳条件下渗碳层深度和渗层碳浓度分布模型，通过Visual Basic程序设计语言开发了常用渗碳材料渗层碳浓度分布的数值模拟系统。该系统可方便、快捷地得到在一定工艺条件下相应渗层碳浓度分布和渗碳层深度，为渗碳工艺参数的优化设计和渗碳过程的自动控制提供了重要的参考价值。     

基于有限元方法的渗碳浓度场数值模拟

给出了渗碳层碳浓度的数学模型及求解的差分方法,提出了渗碳层浓度场数值振荡问题的解决方法、平面问题和轴对称问题的瞬态浓度场变分方法,利用有限元中的四节点四边形等参元编写了求解平面问题和轴对称问题的渗碳工艺模拟软件.通过直齿圆柱齿轮渗碳和圆柱体渗碳试验与有限元模拟结果的对比,检验了本文所开发的有限元模拟程序的准确性.对比结果表明,有限元方法的模拟结果与和试验测量结果吻合得较好.     

基于数值模拟的闪速连续炼铜炉型结构研究

分析4种闪速连续炼铜炉型的本质特性,提出将闪速连续炼铜过程视为由相对独立的闪速造锍熔炼过程和连续吹炼造铜过程构成,分别建立闪速造锍熔炼多相平衡数学模型和连续吹炼造铜局域平衡数学模型,并通过中间物料的传递将两模型有机结合,从而构建完整的闪速连续炼铜过程热力学模型。运用此模型,考察炉型结构对闪速连续炼铜过程的粗铜生成条件、Fe3O4行为、铜在渣中损失以及铜直收率等因素的影响。结果表明：相对于其他3种炉型,甩渣吹炼双烟道D型炉是比较理想的连续炼铜炉体;对于闪速连续炼铜,造锍熔炼段和铜锍吹炼段宜在相对独立的分区进行,各自炉渣和烟气也应分开排出炉体。     

渗碳对后续淬火过程影响的数值模拟与分析

通过将渗碳模拟结果作为后续淬火模拟的初始条件,并根据碳浓度变化修正淬火模拟的材料参数,可实现渗碳-淬火连续热处理过程的数值模拟.研究中采用这种方法模拟了端淬试样的渗碳-淬火连续热处理过程,并据此分析了渗碳过程对后续淬火过程的影响.     

18Cr2Ni4W齿轮渗碳浓度场的数值模拟

通过对18Cr2Ni4W齿轮渗碳工艺的计算机模拟,得到表层碳浓度的分布规律以及渗碳层的深度,并与实际生产结果进行比较,二者虽有差距,但仍在合理的范围内.     

网带式连续钎焊炉内钢坯温度场数值模拟

在用耐热温度数据记录仪测温实验的基础上,建立了网带式连续钎焊炉内钢坯升温过程的数学模型,利用有限元软件ANSYS对其温度场进行有限元数值模拟。通过计算出45钢坯料不同表面温度的实时换热系数,同时将环境温度作为时间的函数施载,模拟得到坯料在钎焊炉中各区段的温度场的实时分布情况。同时模拟计算了钎焊炉加热段内坯料特征点处温度随时间的变化曲线,并与测温曲线进行了对比。结果表明:模拟计算值与实测数据吻合良好,温差值最大为9℃,验证了所建传热模型的正确性。     

双辊薄带连铸过程数值模拟

针对双辊薄带连铸过程,使用了耦合湍流流动和凝固传热的三维数学模型,模拟计算了使用楔型布流系统浇注时,连铸熔池内钢水的流动形态和凝固情况。结果表明,楔型布流系统可使钢水在熔池内合理分布,有利于均匀凝固。     

连铸坯凝固过程中温度场数值模拟

利用Marc/Mentat软件采用二维有限元方法,分析了连铸过程中板坯的凝固过程;计算出了板坯表面与中心的温度分布、坯壳厚度、液芯长度等.     

连续退火炉内带钢瓢曲的数值模拟

瓢曲是连续退火炉内普遍存在的问题,当带钢经过凸度辊时,由于炉辊凸度的存在,在张力作用下,发生横向压缩而形成的一种与带钢长度方向平行的质最缺陷.运用数值模拟的方法分析计算凸度辊中间平台区宽度、带钢宽度及张力等因素对瓢曲发生的影响.并得到临界瓢曲张力公式,为预测瓢曲的发生提供理论参考.     

方坯连铸中心偏析的数值模拟

基于连续模型对连铸方坯的中心偏析进行了数值模拟,分析了枝晶间液相流动对铸坯中心偏析的影响.采用SIMPLER算法开发程序,耦合求解模型中动量、能量和溶质守恒方程.对方坯的三维模拟结果表明,液相密度差异引起的自然对流使枝晶间富含溶质的液相不断向铸坯中心聚集.中心区域平均溶质浓度在液相穴深处迅速升高,并在凝固末端达到最大值.严重的正偏析集中在中心线周围.改善中心偏析关键在于控制液相穴末端的枝晶间液相的流动状况.     

双流浇注连续铸造过程浓度分布数值模拟

本文初步建立了双流浇注连续铸造圆柱坯的浓度分布数值模拟的数学模型,分析了不同工艺参数下的浓度场分布特征,包括拉坯速度、内导管插入深度和内浇包温度.并比较了内浇包熔体含量的模拟结果与铸坯横截面上Cu含量的试验结果,两者基本吻合.     

薄板坯连铸凝固过程中宏观偏析的数值模拟

建立了连铸凝固宏观传输过程的温度场、溶质场、紊流流场模型,并对其进行了耦合求解.模拟分析了薄板坯凝固过程和宏观偏析的形成过程.计算表明,浸入式水口射流冲击到结晶器窄壁后形成上下两股回流,液相的紊流流动对传热、传质等都有显著的影响.随凝固的进行,液相中的溶质不断富集,最终在铸坯的中心区域形成宏观偏析.采用Schneider等的溶质传输模型,计算了固相溶质逆扩散对糊状区及固相溶质分布的影响.     

连铸凝固传热全过程数值模拟与控制

基于传热学、凝固理论、熔渣理论,建立了凝固传热有限差分数值模型,对连铸全过程进行热状态、凝固状态分析及工艺控制,模型考虑了钢的热物性参数随温度变化的关系.并根据连铸冶金准则和目标温度控制进行二冷优化,获得合理的温度分布和二冷水量分布,实现最佳铸坯品质,同时针对不同钢种的凝固特点,对保护渣性能进行设计.计算值同现场实测数据进行对比,有较好的一致性.最后研究了浇注温度、拉坯速度、二冷配水等工艺参数对铸坯表面温度、液芯长度和凝固坯壳厚度的影响,以及浇注工艺对连铸保护渣指标的影响.     

二次冷却通用仿真软件在方坯连铸中的应用

使用VB语言设计开发了方坯连铸机数值仿真软件,从而为连铸生产提供了一个有效的“实验平台,”也可对铸机结构和连铸工艺参数进行设计与优化。该软件经过多次修改,设计界面友好,易操作,通用性强,准确性高,其仿真结果已成功应用于国内多台铸机高效化改造的设计和生产。同时对方坯连铸45钢进行了仿真和讨论。     

连续铸造凝固过程数值模拟的研究进展

介绍连续铸造凝固过程数值模拟的研究内容，包括连续铸造结晶器区的流场、温度场数值模拟和流场、温度场、浓度场三场耦合数值模拟以及新型连铸技术数值模拟的研究概况，提出连续铸造数值模拟的发展方向。