线材斯太尔摩风冷过程相变动力学研究及温度场预测

线材轧后斯太尔摩风冷过程对其最终组织性能非常关键,而奥氏体相变与温度场的双向耦合是线材风冷过程温度场预测的一大难题。为此,对斯太尔摩风冷过程中线材温度场及相变进行了研究,建立了线材风冷过程的三维模型及相变动力学数学模型。采用CFD模拟的方法对换热系数进行求解,发现线材搭接点区域换热系数远小于非搭接点区域,并且搭接点区域换热系数随时间呈周期性变化。通过模拟计算得出线材同一截面上下表面换热系数相差70～100 W/(m²·K)。采用有限差分法对线材相变动力学及线材在风冷条件下温度场的数学模型进行计算,得到线材温度场分布,发现线材在风冷过程中温差最大为30～50℃,与现场测量数据非常吻合,这表明模型可以用于工业生产线材风冷冷却过程温度场和相变过程的预测。