数据可视化技术及其在过程冶金中的CFD应用

数据可视化是计算机学科的一个重要研究方向,文章简要介绍了数据可视化的概念、研究现状,结合数据可视化技术在过程冶金中的CFD(Computational Fluid Dynamic)应用,详细介绍了计算数据(速度场、温度场、浓度场等)的可视化方法、程序实现及其特点。     

αFe-N体系的统计热力学分析

借助统计热力学方法和正规溶液模型法估计了在αFe-N体系中氮原子与其周围最近邻氮原子之间的相互作用。两种方法估计的N—N相互作用都为排斥力,且随温度变化而变化。还估计了不同温度下EN-Fe、EFo-Fe等参数。氮的加入改变了铁晶体的晶格参数,使铁原子与铁原子之间的键能发生了改变。氮在α-Fe晶体的晶格中的分布接近于随机。     

六流T形连铸中间民内控流装置优化的水模研究

通过水力模拟六流连铸中间包后发现，原设计的中间包在夹杂物的上浮及温度的均匀性方面还存在不足，不能很好地满足生产工艺要求。通过优化设计，提出了促进夹杂物上浮和均匀中间包内钢水温度的设计方案。本文还提出了多流连铸中间包流动特性的评判方法，为类似的水力学模拟试验提供了参考。     

喷射成形取代粉末冶金生产超高合金高速钢的可行性研究

利用喷射成形工艺和粉末冶金工艺比较相近的特点,通过锻造+退火+淬火回火处理,对喷射成形超高合金高速钢(BSF-HSS)与成分相同的粉末高速钢(DEX40)的使用性能进行了对比,前者性能达到甚至超过了后者性能,表明喷射成形工艺取代粉末冶金工艺制备超高合金高速钢具有可行性.     

板坯连铸机内钢液流动和夹杂物行为

采用数值模拟方法研究了板坯连铸机内钢液流动和夹杂物传输行为。数值结果表明，由于夹杂物的上浮速度远小于钢液流速，因此钢水的流动直接影响着结晶器内夹杂物分布。夹杂物具有与钢液流场相似的上下两个回流区的结构；在液面处，大粒径夹杂物的浓度较大；在窄面处，小粒径夹杂物的浓度较大。     

喷射成形轧辊材料组织和性能分析

对一种高速钢轧辊材料的喷射成形态和相应的母合金铸态试样的显微组织和性能进行了分析。与高速钢母合金铸态试样相比，高速钢喷射成形态试样的组织细小，偏析少，碳化物分布均匀。碳化物的种类和形态发生了变化。喷射成形态试样的维氏硬度值比较低，原因是组织中残余奥氏体量比较多。高温拉伸试验表明，喷射成形态试样在780～810℃温度范围内存在很高的拉伸延伸率，可以在该温度区间内承受大变形热加工。     

Fe-C合金凝固组织元胞自动机-有限单元法三维模拟

使用有限元商业软件CALCOSOFT3D中的元胞自动机模型,对Fe-C合金凝固过程微观组织进行了模拟.形核模型采用基于高斯分布的连续性形核模型,两种形核分布函数分别处理型壁和熔体内部的形核:枝晶尖端生长速度与局部过冷度的关系采用KGT模型.计算了不同浇注温度、对流换热系数及溶液内部形核过冷度对凝固组织的影响.随着浇注温度从1778K升到1823K,晶粒密度由1.993×10~7m~(-2)减小到1.983×10~7m~(-2),晶粒平均半径从183μm增大到196.3μm;当对流换热系数由500W/(m~2·K)增加到5000W/(m~2·K),晶粒密度由2.114×10~7m~(-2)减小到1.983×10~7m~(-2),晶粒平均半径从161.2μm增大到196.3μm;随着最大形核过冷度的增大,晶粒平均半径增大,当过冷度为8,平均晶粒半径达到233.8μm.     

喷射成形过程中圆锭坯外形生长的数值模拟

通过多次试验后得出雾化喷嘴的雾化特性公式,在此基础上建立了一种模拟喷射成形过程中圆锭坯外形生长的数学模型.该数学模型考虑了喷射成形过程中各种工艺参数,如喷嘴的雾化参数、偏心距离、沉积盘的旋转速度和下拉速度等参数的影响.经过模拟计算,得到了锭坯生长的三维外形尺寸,与实际喷射成形制备的锭坯外形对比,二者吻合很好;采用该模型分析了不同时间下锭坯的轮廓形状、偏心距离以及下拉速度变化后的锭坯轮廓形状.综合分析得出,此数学模型可以预测在不同工艺参数下喷射成形锭坯的外形生长过程.     

喷射成型锭坯形状的数值模拟研究

建立了描述喷射成型过程中沉积坯外轮廓动态生长的三维数学模型,该模型考虑了喷射成型过程中各种工艺参数的影响,这些工艺参数包括喷嘴的雾化特性值、偏心距离、沉积盘的旋转速度和下拉速度,在计算后进行数据处理得出了锭坯生长的三维外形轮廓,通过与实际喷射成型设备成形的锭坯对比,两种结果符合较好,并可用此模型来预测不同工艺条件下锭坯的外形生长轮廓。     

计算机模拟仿真在过程冶金中的地位和应用

计算机模拟仿真作为一种研究流动，传热和化学反应过程的方法，目前已在冶金等领域得到广泛应用并显示出良好的应用前景，结合冶金过程的一些特点概述数值模拟仿真的基本原理，区域离散化方法，求解技术及应用实例。