连铸坯初期凝固行为的模拟分析

为了模拟连铸过程中具有亚包晶反应的低碳钢的初期凝固现象，利用浸渍实验，测量了铸坯的二次树枝晶间距；利用有限元的一维传热计算，求得冷却速度与地次树枝晶间距的关系式；探讨了传热阻力等参数对铸坯的冷却速度、凝固不均一度的影响。其主要结果是：（１）铸坯的冷却速度与二次树枝晶间距的关系可用ＤＡＳⅡ＝６２１Ｒ＾－０．４６表示；（２）采用缓冷结晶器可有效地改善亚包晶碳钢的凝固不均一现象。     

不锈钢连铸凝固过程中夹杂物的捕捉规律研究

通过对不锈钢板坯连铸凝固组织枝晶间距的研究,探讨了连铸工艺下铸坯凝固特征参数与夹杂物捕捉之间的关系。首先分析了SUS304、SUS430、SUS409L三个不锈钢钢种正常工况下板坯连铸铸坯的凝固宏观结构及树枝晶微观结构,结合相关数值模拟,估算了这三个不锈钢钢种板坯的凝固系数以及坯壳凝固前沿的凝固速度、温度梯度和冷却速度,并据此推断出夹杂物粒子在结晶器内临界上浮尺寸。     

水平连铸20钢管坯的铸态组织特征

本文采用金相分析方法研究了碳钢水平连铸管坯铸态组织的一些特征。如初期凝固坯壳组织形貌;树枝晶二次枝间距;以及受工艺、设备等条件的影响而形成的异常组织形态等等。这里所讲的铸态组织,系指用“Stead”试剂显现的树枝晶组织,有些文献称之为一次组织或亚组织。     

M_2高速钢连铸坯的凝固组织及质量——高速钢连铸坯内部质量究研之一

本文重点研究了M_2高速钢连铸坯的凝固组织及其内部质量。测定了铸坯中树枝晶二次枝晶臂间距的大小,从而得到了浇注过程中铸坯的平均冷却速度。同时对M_2高速钢连铸坯的非金属夹杂物作了金相形貌的观察和鉴定,证明M_2高速钢连铸坯的表面质量良好,但内部质量不能令人满意,产生严重的V形偏析,铸坯中发现含钙的大型硅酸盐夹杂和含铝的夹杂物。铸坯的等轴晶带较宽:二次枝晶臂间距较小,因而铸坯的凝固组织致密。除中心部分外其它部位的致密程度皆优于模铸M_2高速钢。     

55SiMnVB连铸坯的凝固组织与质量

分析了５５ＳｉＭｎＶＢ弹簧钢铸坯的凝固组织，测定了树枝晶二次枝晶臂间距，同时对铸坯中的非金属夹杂物了金相形貌的观察与复写，结果表明，５５ＳｉＭｎＶＢ弹簧钢铸坯的凝固组织较疏轻，二次枝晶臂间距较一般合金结构钢小（１００～２５０μｍ）；激冷层较薄（６～８ｍｍ）；中心等轴晶率低（２０％～２６％），铸坯夹杂物含量偏高（０．７１％～１．２８％），降低钢液过热度和提高凝固末端电磁搅拌强度，对减轻偏析，提高中心     

连铸坯枝晶臂间距检测方法的优化与应用实践

介绍了连铸坯凝固组织中树枝晶臂间距检测方法的优化试验及其应用效果。通过对连铸坯凝固冷却过程的分析及批量数据的采集,确定了测定连铸坯树枝晶臂间距的代表性区域,建立了一种科学测量枝晶臂间距的方法。将该方法应用于连铸圆坯生产检验中,能快速准确地找出铸坯枝晶臂间距随连铸二冷强度变化的规律,采取调整连铸二冷强度的措施,来控制一、二次枝晶臂间距大小,达到了减轻或消除铸坯开裂缺陷、提高连铸质量的目的。     

55SiMnVB连铸坯内部质量研究

对55SiMnVB弹簧钢采用与不采用电磁搅拌铸坯的凝固组织作了分析;测定微观结构——树枝晶二次枝晶臂间距的尺寸并进行了研究,同时对铸坯中的非金属夹杂物作了金相形貌的观察与鉴定。发现铸坯中不仅有硫化物、三氧化二铝、铁锰硅酸盐,而且有含Ca的大型夹杂物群。实验证明:现有电磁搅拌工艺对改善铸坯中心疏松、降低铸坯中心偏析有效果,但对减少钢中夹杂物及改善其分布的作用及扩大等轴晶区效果不明显。     

模具钢电渣重熔铸坯凝固组织形貌的分形特征

为了更为精细化地表达及控制铸坯质量,以H13模具钢电渣重熔铸坯凝固组织为研究对象,引入分形维数对其主体形貌特征进行定量描述。结果表明,基于数盒子法计算得到的分形维数可定量表征凝固组织形貌的自相似复杂程度,其值从柱状晶向中心等轴晶先减小后增大;凝固组织分形维数可作为衡量铸坯偏析程度（偏析率大小）的指标,且分形维数越大,对应区域偏析率越小,偏析越轻;通过凝固组织分形维数、偏析率和偏析点平均面积与二次枝晶间距关系的研究发现,使用二次枝晶间距表征铸坯凝固组织形貌差异并由此反映偏析程度的方法存在局限性。     

模具钢电渣重熔铸坯凝固组织形貌的分形特征

为了更为精细化地表达及控制铸坯质量,以H13模具钢电渣重熔铸坯凝固组织为研究对象,引入分形维数对其主体形貌特征进行定量描述。结果表明,基于数盒子法计算得到的分形维数可定量表征凝固组织形貌的自相似复杂程度,其值从柱状晶向中心等轴晶先减小后增大;凝固组织分形维数可作为衡量铸坯偏析程度(偏析率大小)的指标,且分形维数越大,对应区域偏析率越小,偏析越轻;通过凝固组织分形维数、偏析率和偏析点平均面积与二次枝晶间距关系的研究发现,使用二次枝晶间距表征铸坯凝固组织形貌差异并由此反映偏析程度的方法存在局限性。     

GCr15轴承钢大方坯微观组织数值模拟

以某钢厂GCr15钢大方坯为研究对象,采用ProCAST软件建立凝固数学模型,在此基础上采用CAFE模型对铸坯凝固组织进行模拟,研究了过热度、拉速和二冷强度对铸坯凝固组织的影响。结果表明:过热度对铸坯凝固组织影响较大。随着过热度的提高,同一位置柱状晶区平均晶粒半径增大,柱状晶区增大,中心等轴晶比例减小,柱状晶向等轴晶转变延后,过热度由40℃降低至10℃时,中心等轴晶率增加21.14%。拉速和二冷强度对铸坯凝固组织影响较小。随着拉速的提高或二冷强度的降低,柱状晶区减小,中心等轴晶比例增大,柱状晶向等轴晶转变提前,但其变化并不明显。在实际生产过程中可以通过降低过热度来细化铸坯凝固组织晶粒。     

连铸坯枝晶组织参数的测定及其应用

介绍了连铸坯凝固的枝晶组织特征、形成机制及定量评定方法。通过对硅钢连铸坯凝固组织比例系数和枝晶间距的测定以及连铸坯低倍组织缺陷的统计分析,确定了凝固组织形态与铸坯成分的关系。分析结果表明,在一定限度内,随Si含量增加,铸坯的一次晶间距加宽,各类低倍组织缺陷大大减少。     

二冷喷淋强度对连铸坯凝固组织的影响

 推导了连铸过程中二冷喷淋强度与连铸参数之间的关系,比较了喷淋强度对2种断面连铸坯凝固组织的影响。结果表明,喷淋强度能更精确地反映铸坯凝固组织与冷却参数间的关系;铸坯表面的枝晶间距为20 μm左右,而中心区为200～350 μm;距表面相同距离,对角线区的枝晶比横向细小。喷淋强度相近时铸坯的凝固规律为：200 mm×200 mm断面中心区组织较细小,150 mm×150 mm断面近中心区组织较细小。从铸坯表面到中心整体上符合凝固曲线左侧规律,但断面大于200 mm×200 mm的连铸坯,中心和近中心区凝固时符合凝固曲线右侧规律。     

电场对DD3单晶高温合金显微偏析的影响

研究了直流电场对DD3单晶高温合金凝固显微偏析的影响.实验结果表明在定向凝固速度为5μm/s和电流密度为0～20 A/cm2的条件下,随电流密度增大,胞晶或树枝晶间距减小.与不施加电场时相比,电流密度为6A/cm2时,凝固偏析明显减轻;电流密度为20A/cm2时,凝固偏析恶化.DD3单晶高温合金定向凝固过程中,由于电场的加入,引起溶质有效再分配系数的变化,减轻了凝固偏析;胞晶或树枝晶间距减小,也有利于减轻凝固偏析;胞晶间的原子团簇向胞晶侧面集聚,造成凝固偏析增大.上述因素共同作用决定了最终凝固组织的偏析.     

电渣重熔过程中金属凝固的控制方法

分析了表征凝固质量的各种参数及凝固过程参数对凝固质量的影响.讨论了电极熔化速度与凝固质量之间的关系,及如何计算合理的熔化速度.通过数学模拟计算凝固过程的温度场,进而计算二次枝晶间距是获得合理凝固组织的有效手段.     

双辊连铸不锈钢薄带凝固组织特点

 通过金相观察分析了同径双辊薄带连铸机上生产的奥氏体不锈钢薄带的凝固组织,结果表明：铸带凝固组织包括2个柱状晶区和1个等轴晶区,其等轴晶呈近球形或蔷薇形。与传统连铸板坯相比,其柱状晶区一次及二次枝晶的间距较小,等轴晶粒内部为非枝晶结构,其尺寸大约是连铸坯等轴晶的1/10,凝固组织更致密。     

连铸工艺参数对20CrMnTi齿轮钢150 mm x 150 mm铸坯凝固组织影响数值模拟和生产应用

为改善20CrMnTi钢小方坯凝固组织,基于ProCAST软件中的CAFE模型,对其凝固组织进行数值模拟,研究了不同钢水过热度、铸坯拉速、二冷比水量对凝固组织的影响。模拟结果表明,降低钢水过热度、提高铸坯拉速、降低二冷比水量均可达到增大铸坯等轴晶率和细化晶粒的目的,其中过热度对其影响最大。过热度每降低10℃,等轴晶率平均增加3.7%;拉速每增加0.1 m/min,铸坯等轴晶率平均增加1.8%;比水量每降低0.1 L/kg,铸坯等轴晶率平均增加1.65%。生产应用表明,钢水过热度30℃时,当拉速由原2.2 m/min降低至2.1 m/min,二冷比水量由0.6 L/kg提高至0.7 L/kg,铸坯中心疏松明显减少。     

SWRH82B铸坯凝固质量控制

针对安钢SWRH82B钢生产的工艺现状,研究了拉速、过热度、二冷配水等工艺参数对于铸坯中心缩孔、疏松和偏析等内部质量的影响。在实验室进行了铸坯凝固组织的研究,测量了二次枝晶间距,进一步了解连铸工艺参数对铸坯凝固组织的影响。     

过热度对60Si2MnA弹簧钢连铸坯凝固组织的影响

通过铸坯凝固组织生长单元的物理模拟方法,研究不同过热度对60Si2MnA弹簧钢铸坯凝固组织及宏观偏析规律的影响。结果表明:试验模拟的铸坯组织的等轴晶比例和晶粒尺寸与数值模拟和实际生产铸坯的组织相近,表明试验模拟可以很好地反映实际铸坯组织。随着浇注温度升高,柱状晶区长度增加,相应的等轴晶区长度降低。同时,凝固过程中有比较严重的碳宏观偏析,初始凝固区表现为负偏析,凝固末端表现为正偏析。过热度越高,凝固末端的正偏析越严重。     

大断面连铸圆坯中心裂纹的成因和控制研究

针对某钢厂 Φ600 mm AISI4130钢连铸大圆坯存在的中心裂纹,通过低倍观测到裂纹分布在V型偏析区内,采用原位分析发现中心主要为碳、硫偏析,采用扫描电镜观察裂纹形貌发现裂纹为凝固前沿卵形树枝晶开裂形成的空隙,分析裂纹成因是凝固末期低熔点元素富集芯部,同时凝固收缩使铸坯中心产生较大的拉应力使卵形树枝晶开裂.运用A...     

连铸参数对低碳钢圆坯凝固组织形态的影响

利用金相分析方法研究了连铸参数对低碳钢圆坯凝固组织的影响.研究表明:钢水的过热度越低,圆坯凝固组织的二次枝晶间距臂越小;中等强度的二冷水量和较低拉坯速度,有利于获得较高的中心等轴晶率和较小的二次枝晶间距臂的凝固组织;提高拉坯速度时,要控制好二冷强度,减少二冷段的温度波动,确保圆坯凝固组织的均匀性.