电磁搅拌下Cr钢柱状晶向等轴晶转变准则(二)

在枝晶破碎理论基础上,分析了电磁搅拌强度及合金元素碳、铬含量对钢凝固组织的影响。对柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则进行讨论。发现线性电磁搅拌下的CET准则对Cr钢仍然有效。得到了临界固相分率、枝晶间流速和液体平均流速关系。发现铬含量提高使柱状晶向等轴晶转变更难。     

电磁搅拌下低合金钢柱状晶向等轴晶转变准则(一)

在枝晶破碎理论基础上,讨论了电磁搅拌强度及合金元素碳、锰含量对钢的凝固组织的影响,以及柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则。得到线性电磁搅拌下的锰低合金钢铸坯表面到中心的距离与晶粒大小、二次枝晶间距、冷却速度的关系,得到等轴晶比率和碳含量关系。研究发现,本实验范围的Mn含量的增加对等轴晶比率影响不明显,C含量的变化是主要的因素。     

电磁搅拌下低合金钢柱状晶向等轴晶转变准则(二)

在枝晶破碎理论基础上,讨论了电磁搅拌强度及合金元素碳、锰含量对钢凝固组织的影响。分析并获得了线性电磁搅拌下柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则。观察到凝固过程中电磁搅拌产生的枝晶碎片,得到了临界固相分率、碳含量和液体平均流速之间的关系。发现低碳情况下,锰含量提高使CET更难;高碳情况下,锰含量提高对CET几乎没影响。     

电磁搅拌对不锈钢连铸坯等轴晶率的影响

分析了在工业试验条件下,电磁搅拌对430不锈钢、409L不锈钢和2205双相不锈钢连铸坯等轴晶率的影响。结果表明,施加电磁搅拌后,3个钢种的等轴晶率比不施加电磁搅拌都有明显增加,各个钢种的等轴晶率跟钢种特性有关。     

电磁驱动熔体流动与枝晶变形断裂模拟

建立了电磁离心凝固过程熔体动量传递、传热和传质耦合数学模型，模拟计算了熔体在不同感应强度下的流动速度。计算结果表明，熔体在电磁力的作用下产生与铸模转动方向相反的流动，流动速度呈周期性分布，并且在凝固前沿达到最大，随着磁感应强度的增加，熔体流动速度达到的最大值也愈大，使用有限元软件ANSYS，把熔体流动计算结果作为参数，计算了枝品的受力状态，通过计算表明，熔体流过枝晶会在枝晶周围产生很大的速度变化，流体对枝晶的冲刷可使枝晶产生机械折断，电磁搅拌通过增加断裂枝晶数量促进柱状晶-等轴晶转变。     

T10碳素工具钢半固态组织制备及电磁搅拌对组织的影响

利用自制设备制备了T10碳素工具钢半固态试样,研究了不同的电磁搅拌工艺条件对T10碳素工具钢半固态组织的影响。结果表明,电磁搅拌可以改变T10碳素工具钢的凝固组织,随着搅拌功率的增加,搅拌时间的延长,T10碳素工具钢凝固组织中的初生相由树枝晶逐渐退化为等轴晶;电磁搅拌功率较小时,初生奥氏体首先以树枝晶方式生长,在搅拌过程中这些枝晶相互碰撞、缠绕、弯曲,最终折断或熔断;电磁搅拌功率较大时初生相只能长成短枝晶或等轴晶。     

提高430铁素体不锈钢连铸坯等轴晶比例的工艺实践

通过分析430铁素体不锈钢连铸坯等轴晶比例偏低的影响因素,在电磁搅拌能力不足的情况下,改进工艺,使等轴晶比例得到大幅度提高,减少了铸坯横裂现象。     

电磁场和表面孕育剂对K417高温合金铸态组织的影响

采用浇注后进行电磁搅拌和在模壳内表面涂孕育剂铝酸钴相结合的方法,得到了晶粒组织细化至95μm、断面等轴晶比例达到99%以上的K417高温合金全铸件.使用电子探针、扫描电镜和光学显微镜研究了晶粒细化对枝晶组织、元素枝晶偏析、析出相和缩松的影响.结果表明:晶粒细化后,晶粒形态由粗大的树枝晶向粒状晶转变.其原因为电磁场和表面孕育剂作用下熔体中结晶核心的增殖和枝晶生长的抑制,其中,增殖结晶核心主要来源于电磁搅拌作用下初生枝晶的动力折断与熔断;电磁搅拌和表面孕育剂相结合实现的晶粒细化可以大幅减轻铸件中的枝晶偏析和缩松,并使γ'相、MC型碳化物和(γ γ')共晶的形态和分布得到明显改善.     

M-EMS对大圆坯质量的影响

研究分析圆坯结晶器电磁搅拌(M—EMS)对圆坯质量的影响。工业实践结果表明，结晶器电磁搅拌对提高铸坯内部组织的致密度，扩大铸坯中心等轴晶比率，减少铸坯中心疏松、成分偏析、中心缩孔等缺陷有显著效果。     

二冷区电磁搅拌换向周期对薄板坯中心等轴晶率的影响

在高拉速的薄板坯连铸过程中，增加等轴晶率对提升连铸坯凝固质量的提升至关重要。采用三相凝固模型对三维全尺寸薄板坯连铸过程中的流动模式和等轴晶率进行数值预测，分析了二冷区电磁搅拌换向周期对薄板坯中心等轴晶率的影响。研究结果表明，高温钢液在漏斗型结晶器内迅速凝固，结晶器出口处的铸坯凝固率达37%。当采用恒定方向电磁搅拌时，熔池内部形成上下两个环流，两者被中间聚集的过热钢液分隔，上环流核心区钢液处于过冷状态。当采用换向电磁搅拌后，二冷区会形成四涡甚至五涡的流动模式。随着换向周期的增加，等轴晶率先增加后降低，换向周期为16 s时对等轴晶率提升最明显，相较于恒定方向搅拌提升了17%,并且等轴晶相分布更加均匀。