层流冷却条件下碳钢相变过程的数值模拟

 采用数值模拟的方法,结合宝钢2050热连轧层流冷却生产线,模拟研究了不同碳当量钢种在层流冷却条件下的奥氏体转变过程,计算了前段主冷、稀疏冷却、后段主冷3种冷却模式对奥氏体转变过程的影响,定量分析了带钢厚度方向不同部位处奥氏体转变的差别。结果表明:在所选定的工艺条件下,随着碳当量的增加,铁素体开始转变时间明显推迟,铁素体开始转变温度明显降低,而珠光体开始转变时间和温度变化不大;不同冷却模式下铁素体、珠光体各相开始转变时间及演变过程差别较大,但最终各相的体积分数接近一致;带钢厚度方向各部位由于冷却速度的不同而存在明显的组织不均匀性。     

一种核岛用钢P280GH热变形行为

 利用Gleeble-3500 热力模拟试验机在800～1 100 ℃,应变速率为0.01～10 s－1的条件下对一种核岛用钢P280GH进行了热压缩变形实验,测定了真应力-真应变曲线,对变形组织进行了系统分析,计算得到了该材料的热变形激活能数值,揭示了其不适合进行再结晶轧制的原因,并建立了该材料的本构方程,为进一步优化轧制工艺和产品性能控制提供理论依据。     

大型H型钢轧制过程数值模拟及应用

介绍了数值模拟在热轧大型H型钢中的模拟及应用,主要包括全轧程热力耦合数值模拟,轧后残余应力相关问题的数值模拟,以及热轧大型H型钢组织演变及性能预报,为数值模拟在热轧大型H型钢中的应用提供参考。     

粒化钢渣相变传热过程数值模拟

通过建立球形熔渣凝固过程的物理和数学模型,利用现代CFD设计软件FLUENT对不同粒径渣粒的凝固过程进行了数值模拟,得到了凝固过程中渣粒和周围气体的温度场,从而确定了渣粒完全凝固的时间,为熔渣粒化和余热回收设备的设计提供了理论基础。结果表明:渣粒初始温度1 823 K,渣粒直径为1~3 mm,冷却气体温度为373 K,冷却气体流速为1~20 m/s时,液态钢渣相变过程在2 s内释放出80%以上的热量。说明在氮气冷却条件下,只要保证一定的冷却时间,即可保证钢渣余热回收。     

连续冷却过程中铁素体相变温度的模拟

以传统的形核理论为基础,考虑了变形的影响,研究了奥氏体-铁素体相变的等温相变孕育期,采用Scheil的可加性法则计算了SS400钢在变形和未变形条件下的铁素体相变实际转变温度（Ar3）,并与实测值进行了对比,结果表明：计算的Ar3与实测的Ar3吻合良好,从而进一步表明该相变孕育期模型的准确性．     

核岛用P280GH碳锰钢热老化的组织和性能

 P280GH碳锰钢用于制造压水堆核电站核岛蒸汽系统和辅助系统管道,其在280～350 ℃的长时服役过程中易于出现老化现象。为了研究其热老化机理,在400 ℃温度下进行了P280GH碳锰钢的10 000 h的加速热老化试验。测定了不同老化时间下铁素体和珠光体的显微硬度、试样拉伸性能和冲击性能。结果表明,铁素体和珠光体的显微硬度随老化时间的增长而逐渐减小;老化时间少于300 h时,拉伸强度和屈服强度随老化时间增长而增加,老化时间大于300 h后,抗拉强度逐步降低,屈服强度缓慢降低;冲击吸收功随老化时间的增加而减小。上述力学性能变化与热老化过程中的珠光体形貌变化及铁素体中的位错移动有关。     

Q345E钢冷却过程中相变的研究

通过模拟试验,测定了Q345E钢的CCT图,确定了不同冷却条件下钢中相变的开始点和终了点,研究了变形量对转变开始点的影响,发现高于再结晶温度时转变开始温度随着变形量的增加而升高,这是变形诱导相变影响的结果。文中还用CCT图曲线对现场冷却过程的相变进行了模拟分析。     

薄板坯连铸冷却过程的数值模拟

1.引言 薄板坯连铸工艺是冶金工业八十年代的一项新技术,具有良好的经济效益,珠江钢厂将引入第一条国内生产线,生产过程包括结晶器冷却与喷水冷却两部分,通常称为一冷与二冷区域,结晶器冷却是采用循环水方式,喷水区包括喷水,辐射,滚轮方式。 我们所研制的软件是计算冷却过程中各剖面的温度分布,一冷区域的剖面可任意等分给出所需位置,即从钢水进入结晶器后到出结     

钢管短芯棒拉拔过程应力场的数值模拟

通过对一个典型的带芯棒拉拔过程的模拟，分析了在拉拔过程中芯模应力和钢管应力的分布特点。芯模的最大应力出现在芯模的浅表层，在周向表面上呈点状分布，而芯模其他部位承受的应力并不是很大。在拉拔过程中，芯模最大应力从芯模的定径带和前倒角交界处附近转移到芯模定径带靠近芯模锥面附近。芯模的这种应力分布状况和芯模的失效形式密切相关，芯模应力在周向呈点状分布使得芯模局部容易产生粘着磨损，芯模的定径带附近承受交变的最大应力使得芯模容易产生微裂纹．微裂纹的扩展使得芯模开裂。钢管周向和径向的应力值不大，而轴向应力值较大，最大轴向应力出现在钢管与芯模的接触部位。     

含钼低碳微合金化钢连续冷却过程相变动力学研究

在热模拟试验机上采用膨胀法并结合金相组织观察，测定了含钼和不含钼的试验钢贝氏体转变CCT曲线。研究了超低碳微合金化钢中钼元素对形变奥氏体连续冷却转变过程相变动力学的影响，结果表明，钢中加入ω（Mo）0．4％后，明显降低贝氏体的析出温度，并得到更细小的贝氏体组织；同时在相同的冷速条件下形成的M（马氏体）岛状组织也更加细小弥散；形变奥氏体在连续冷却过程中即使在冷速较低情况下也能获得细小的贝氏体组织。     

热冲压硼钢非等温奥氏体相变动力学模型

 利用Gleeble-3500热模拟试验机对热冲压硼钢进行了线膨胀试验,得到了不同加热速度下硼钢奥氏体化动力学曲线;研究了加热速度对相变过程的影响,结果显示,加热速度越高,获得相同体积分数的奥氏体所需的时间越短,且奥氏体开始转变温度升高,当加热温度介于[Ac1]和[Ac3]时,奥氏体体积分数转变速度随着加热温度的升高先增大后减小。根据奥氏体形核长大理论,考虑加热速度的影响,建立了非等温条件下热冲压硼钢的统一奥氏体相变动力学模型。利用遗传算法确定并优化了硼钢奥氏体化动力学模型中的材料常数,所得材料常数确定的相变模型能够较好的描述硼钢连续加热过程线膨胀曲线,并能够较好地预测硼钢在不同加热速度下的奥氏体体积分数。     

临界区退火处理对0.15C-1.5Mn-1.5Al冷轧TRIP钢相变和力学性能的影响

利用热膨胀仪、热处理实验、拉伸实验和X衍射实验研究了不同临界退火温度对0.15C-1.5Mn-1.5Al TRIP钢相变、残余奥氏体特征和力学性能的影响.结果表明:不同临界退火温度下的热膨胀曲线具有相同的变化过程,两相区奥氏体含量随临界退火温度的升高而上升,而其碳含量则下降;临界退火温度影响试样的残余奥氏体特征和力学性能,820℃退火处理时残余奥氏体的体积分数为14%,碳的质量分数为1.36%;力学性能也是820℃退火时最佳,强塑积可达25400 MPa·%,且变形过程中具有高的瞬时加工硬化指数(n值).     

Cu基亚稳难混溶合金液-液相变

通过气体雾化技术研究了Cu_100-XFe_X(X=15,20,30和40)合金的凝固行为.考虑少量相液滴形核、扩散长大、空间迁移、凝固界面与液滴间的相互作用以及体积分数等共同影响因素,建立了能描述该类合金凝固组织演变动力学模型.将数学模型与雾化液滴飞行过程中运动、传热和传质的控制方程相耦合,给出了数值求解方法,模拟计算了Cu基亚稳难混溶合金液-液相分离过程.结果表明:富Fe粒子的平均尺寸随着Fe含量的增加而增大;少量相液滴形核发生在基体熔体过饱和度峰值附近;随着冷却速度的增大,雾化液滴中少量相液滴的形核率增大,但平均半径减小;少量相液滴在Marangoni迁移和与固/液界面相互排斥共同作用下,向雾化液滴中心迁移,使雾化粉末最终形成壳型组织结构.     

1000 MPa级冷轧双相钢奥氏体的等时相变动力学

在DIL 805A膨胀仪上测定了1000 MPa级冷轧双相钢在连续加热过程中的热膨胀曲线.根据杠杆定律得到的奥氏体体积分数的计算值与定量金相测量值符合较好.奥氏体的等时相变动力学可以很好地由JMAK形式的方程描述.文中还分析了冷轧压下率和加热速度对奥氏体等时相变动力学的影响,探讨了连续加热奥氏体相变过程中相界面的平衡状态.     

冷却速度对ULCB钢相变和组织结构的影响

用工业性生产的ULCB钢进行热模拟实验,在非再结晶区变形后驰豫降温到740 ℃,再以不同的冷却速度冷却,研究了冷却速度对ULCB钢的贝氏体转变点和组织结构特征的影响.结果表明,在20 ℃/s以上的快速冷却时,贝氏体相变温度较低而温度区间较宽,发生大量贝氏体相变,得到的组织主要为板条贝氏体.随着冷却速度的降低,贝氏体相变点逐渐升高,相变温度区间变窄,得到板条贝氏体和粒状贝氏体的混合组织.冷速低于3 ℃/s时,相变点快速升高,开始点达660 ℃以上,组织中出现较多的多边形铁素体,此时的相变开始点已不是贝氏体相变点,而是铁素体相变点.     

超固相线液相烧结GH4049粉末合金

采用超固相线液相烧结方法制备了GH4049粉末合金,研究了合金的致密化机理、热处理对合金组织和力学性能的影响以及Y2O3对合金的强化作用.结果表明:在1 350 ℃真空烧结120 min可以制备出相对密度为99.2%的GH4049粉末合金,合金的烧结致密化机理为颗粒重排与粘性流动.经热处理后,GH4049粉末合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1 113 MPa、760 MPa和13%,接近变形GH4049合金;晶内析出了约200 nm的方形大γ'相和40 nm左右的球形γ'相,平均晶粒大小在80 μm以下.加入质量分数为0.05%的纳米级Y2O3后,改善了合金的抗应力松弛性能.     

钢铁冶炼过程中气液两相流动数值模拟进展

从高炉炼铁、铁水预处理、转炉/电弧炉炼钢、炉外精炼和连铸等装置和工序角度,考虑钢铁冶炼特征,简要介绍钢铁冶炼过程中气液相界面输运行为的一般特征和数学模型,全面评述钢铁冶炼过程中气液两相流数值模拟国内外研究现状,并对今后的研究方向进行展望。     

Progress in Modeling of Phase Transformation Kinetics

Several methods representing the evolution of microstructure were introduced, which include the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov （JMAK） equation, Internal State Variable （ISV） framework, Koistinen-Marburger （K-M） equation, modified Magee＇s rule and phase field model, etc. By combining calculation of martensite transformation kinetics, considering the selection of parameters with the effect of austenite grain size （AGS）, some suitable ways of obtaining better results have been proposed.