电磁离心铸造过程中液态金属角速度分布数学模型

在对电磁离心工艺深入分析的基础上 ,建立了该工艺过程中液态金属角速度分布数学模型·并模拟了不同磁场强度下 ,液态金属角速度分布·结果表明 :为避免铸件产生缩松 ,在电磁离心铸造过程中 。

电磁离心工艺制做0Cr17Mn14Mo2N不锈钢冷轧管坯的研制

分析了电磁离心铸造对 0Cr1 7Mn1 4Mo2N双相不锈钢凝固组织和性能的影响·试验结果表明 ,在离心铸造过程中 ,施加适当的磁场感应强度可以促使铸态组织中的铁素体由长条状变成块状 ,因而 0Cr1 7Mn1 4Mo2N的塑性大大提高·但当磁场感应强度超过 0 0 8T后 ,离心压力下降过大及残余铁素体变得细小且弥散分布导致 0Cr1 7Mn1 4Mo2N的塑性变坯·此外 ,利用电磁离心管坯直接冷变形成功地生产出了 0Cr1 7Mn1 4Mo2N无缝管材·

双辊铸轧凝固层焊合点位置判别式的研究

在建立旋转坐标系和引进虚拟系统条件下,根据傅立叶传热微分方程,建立了双辊铸轧过程中凝固层焊合点位置的判别式K=d-4asη2ω-1arcsin(H/R)+s20+s0,由该式能够推断出凝固层焊合点的位置,即当K=0时,凝固层焊合点位于辊缝之间;当K>0时,凝固层焊合点位于辊缝之上;当K<0时,凝固层焊合点位于辊缝之下.根据这一判别式,为确保凝固层焊合点位于理想位置,铸轧速度、熔池高度和辊缝宽度三者之间应满足:arcsin(H/R)=(d+2s0)dω/4asη2.

电磁离心铸造管坯缩松形成机理的探讨

实验发现 ,当磁感应强度较大时 ,电磁离心铸造 0Cr17Mn14Mo2N管坯塑性下降。拉伸断口观察表明 ,性能下降是由于管坯中出现了缩松。通过数值模拟和分析得出 ,较大的磁感应强度造成凝固界面前沿附近金属熔体重力倍数过低是在管坯中产生缩松的原因。此外 ,数值模拟结果还表明 ,电磁离心铸造过程中 。

含磷0.08%铸轧薄带的研究

通过组织观察、拉伸实验、冲击实验、加速腐蚀实验等研究了含磷0.08%的双辊铸轧低碳钢薄带。实验结果表明,厚1.7mm的铸带在表面附近富磷而在基体中贫磷,且被冷轧至0.8mm后,仍有大约70μm宽的表面富磷层被保留;表面富磷层的存在使源自铸带的退火态薄带(TRCA)耐候性能明显优于源自铸锭的退火态薄带(IHCA),但却没有给TRCA薄带的力学性能带来不利的影响。与IHCA薄带相比,TRCA薄带的脆韧性转变温度低12℃左右,塑性基本相同。

加热温度对高速钢铸轧薄带中共晶碳化物形态的影响

研究了退火加热温度对高速钢双辊铸轧薄带中共晶碳化物形态的影响·试验结果表明 ,随着加热温度的提高 ,铸轧薄带中的网状共晶碳化物陆续熔断 ,粒状碳化物逐渐增多·当加热温度达到 95 0℃后 ,铸轧薄带中的网状共晶碳化物基本上被粒状碳化物所取代·用汤普森 弗瑞锥其 (Thompson Friedrich)方程 ,对试验结果进行了分析 ,并得出共晶碳化物层片间距的减小为高速钢铸轧薄带中的共晶碳化物的熔断和球化提供了条件·

电磁离心耐热管坯的实验研究

研究了电磁离心复合力场作用下获得的1Cr25Ni20Si2耐热管坯的凝固组织与力学性能·实验结果表明,在离心铸造过程中施加合适强度的稳恒磁场,1Cr25Ni20Si2耐热管坯的凝固组织得到明显改善,结果其冲击韧性和延伸率也相应地提高·但当磁感应强度B>0 04T后,再进一步加大磁感应强度,1Cr25Ni20Si2耐热管坯的力学性能又出现下降的趋势·通过分析得出,稳恒磁场与旋转熔体相互作用,产生电磁搅拌是耐热管凝固组织和力学性能改善的根本原因·

双辊铸轧新型耐候带钢的研究

采用场发射电子探针显微分析仪、扫描电镜、光学显微镜以及恒温恒湿实验箱等研究手段,对双辊铸轧含磷铜低碳钢薄带进行了系统的分析.实验结果表明,铸轧薄带表面附近有富磷层形成,而基体中磷的浓度远低于薄带的名义磷含量.铸轧磷铜钢薄带经冷轧和退火处理后,具有较好的塑性,甚至当磷质量分数高达0.26%时,延伸率仍然在30%以上.同时,它的耐蚀性远优于通过传统工艺方法而获得的磷铜钢薄带,特别是当磷质量分数超过0.15%后,经过一定的腐蚀时间后,它的表面将会产生一层致密的磷化层保护膜,从而使其具有极强的耐蚀性.

双辊连铸磷铜钢薄带异常偏析的研究

利用光学显微镜、电子探针等手段分析了磷在双辊连铸磷铜钢薄带中的宏观分布规律.结果表明,磷在双辊连铸薄带中由外到内呈梯度分布,且表面附近的磷浓度远高于名义含量而中心区域的磷浓度却低于名义含量;双辊连铸磷铜薄带经冷轧和退火处理后,表面富磷层并没有消失,磷沿厚度方向的分布形式也没有发生变化.通过理论分析得到,双辊连铸磷铜钢薄带中磷的异常偏析是快速凝固造成的急剧收缩以及轧制力引起的高温变形共同作用所致.

通过枝晶间距反求薄带连铸界面的热流

根据导热微分方程,推导出了在二次枝晶间距基础上计算双辊薄带连铸界面传热热流的数学解析式,并以1Cr18Ni9Ti不锈钢作为研究对象,进行了数值计算.数值计算结果表明,随着凝固时间的增加,界面热流密度呈下降趋势;在弯月面附近热流密度下降速度很快,越靠近Kiss点,热流密度下降速度越慢;薄带连铸界面热流密度的计算数值与文献所报道的实验数据在同一个数量级上.此外,进一步的计算还表明,双辊薄带连铸属于亚快速凝固过程,这与实际情况是一致的.

高合金无缝管管坯生产新工艺的研究

研究了电磁离心复合外场下形成的 0 Cr17Mn14 Mo2 N不锈钢管坯的凝固组织与力学性能。实验结果表明 ,在离心铸造过程中施加合适的磁感强度能够有效地改善 0 Cr17Mn14 Mo2 N不锈钢管坯的凝固组织 ,并使其冲击韧性、伸长率分别由普通离心铸态管坯的 37J/ cm2 和 4 0 %增大到 119J/ cm2 和 5 6 %。进而利用该工艺制取的铸态管坯成功地生产出 0 Cr17Mn14 Mo2

RAL的双辊薄带连铸技术

轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)已取得了具有完全自主知识产权的双辊薄带连铸技术.设计并制造了一套具有自动控制和自动检测系统的双辊薄带连铸机;采用三维有限法对双辊薄带连铸过程进行了热流耦合模拟,从而为选择工艺参数提供了参考;深入地研究了电磁侧封,获得了电磁力沿熔池内金属熔体高度方向的分布规律;在实验室条件下生产出了不锈钢、高速钢、硅钢、碳钢、镁合金等薄带,并得到了稳定的双辊薄带连铸工艺规程.目前正在开展工业规模的双辊薄带连铸实验研究工作.

亚快速凝固下磷对铁素体体积分数与形态的影响

通过金相组织观察,分析了不同磷含量双辊连铸薄带中的铁素体.实验结果表明,与同样磷含量的铸锭相比,铸带中的铁素体体积分数明显增大;对于同一个铸带,表层内铁素体体积分数小于中心区域,且磷含量越低表层内铁素体体积分数越小;随着磷含量的升高,铸带中的铁素体形态逐渐由针状向表面圆滑的块状转变.通过理论分析得出,快速冷却有利于钢中铁素体的稳定;表面圆滑的块状铁素体是由钢液中直接析出的,而针状铁素体是由固态奥氏体中析出的.

铸轧高磷钢薄带表面磷富集层形成的探讨

为了更好地利用铸轧薄带表面溶质富集层,对高磷钢薄带表面磷富集层的成因进行了初步的分析和研究.实验结果表明,通过控制工艺参数,磷含量较高的铸轧薄带表面附近将有一个磷富集层出现,但在相同条件下磷含量较低的铸轧薄带中磷的分布基本均匀.通过理论分析得出,铸轧力驱使枝晶间富磷的液相回流到薄带表面附近,导致了磷富集层在铸轧薄带中的产生;表面磷富集层形成的前提条件是当源于铸轧辊表面的两凝固层相遇时Kiss点位于辊缝之上,且其下方附近区域横截面上的温度均处于液固线之间.

方坯连铸机结晶器凝固传热的模型研究

开发了方坯连铸机结晶器内非稳态凝固传热的计算软件 ,能够预测结晶器内的温度分布和坯壳厚度。模型考虑了凝固时横、纵向以及角部气隙的存在所造成的传热不均匀。同时 ,采用等效比热法处理了凝固前沿产生的结晶潜热。并以生产厂方坯为研究对象 ,得出了结晶器温度分布规律、凝固坯壳生成规律 ,分析了拉速对铸坯温度和坯壳厚度的影响。结果表明 。

方坯连铸机结晶器凝固传热的数学模型

研究和开发了方坯连铸机结晶器非稳态凝固传热的数学模型,预测铸坯温度分布和凝固状态,模型考虑了凝固时结晶器气隙的存在,使得传热不均匀,同时,采用等效比热法处理了凝固前沿产生的结晶潜热·以生产厂方坯为研究对象,得出了温度分布规律、凝固坯壳生成规律,分析了拉速对铸坯温度和坯壳厚度的影响·结果表明,经模型计算得出的温度、坯壳厚度值与现场测定的温度、拉漏数据基本相符·

铸件凝固潜热的处理方法与应用研究

通过温度回升法与等效热容法的结合,提出了一种能够处理铸件凝固潜热释放问题的方法,它可适用于任意结晶温度区间,且计算效率很高。以生产厂铸件为研究对象,将此处理方法应用于预测铸件凝固时的温度分布,结果表明,计算值与实测值相符。

连铸凝固传热过程的数值模拟

研究和开发了连铸凝固传热过程数值模拟程序 ,并以生产厂的铸坯为研究对象 ,计算了铸坯断面温度分布和凝固壳厚度 ,该模型考虑了结晶器表面散热的不均匀性 ,处理了凝固时相变所产生的结晶潜热 ,将计算出的断面温度、坯壳厚度等数据与生产实验测得的数据相比较 ,吻合性很好。他可用来优化连铸工艺参数 。

电磁搅拌对离心铸造0Cr17Mn14Mo2N管坯组织和性能的影响

在离心转速和浇注温度恒定的条件下，考察了０Ｔ至０１８Ｔ不同强度稳恒电磁场对离心铸造０Ｃｒ１７Ｍｎ１４Ｍｏ２Ｎ不锈钢铸态组织和室温加工性能的影响。试验结果表明，铸态组织中的残余铁素体随磁场强度的提高而由不均匀的长条状变为粗化的块状组织，且分布均匀，促使铸坯塑性提高。磁场强度达到临界值００８Ｔ之后，残余铁素体随着磁场强度提高而细化，分布弥散，使铸坯塑性下降。分析表明，造成这种性况的原因是电磁场同时起到两方面的作用，一方面促使铁素体形成元素向核心偏聚，增加铁素体的稳定性，粗化残余铁素体；另一方面增加晶核数量。

双辊铸轧高磷铜钢薄带的偏析行为及对力学性能的影响

双辊薄带铸轧是一种具有广泛应用前景的生产方式。采用薄带铸轧技术可以实现节约能源消耗、简化生产流程、提高资源利用率、利用铸轧的快速冷却特点开发新的结构材料等目的。本文对采用铸轧技术生产高磷、铜钢薄带的可行性进行了探讨。对铸轧高磷铜钢薄带力学性能的检测结果表明,在磷含量为0.1%(质量分数,后同),铜含量为0.3%时,屈服强度和抗拉强度可分别达到290和400 MPa,延伸率为19%。对铸轧和铸轧后退火+冷轧+退火处理的薄带进行的研究表明,磷含量为0.1%以上时,在薄带中开始出现明显P的偏析,而铜含量达到1.5%时仍未出现明显的偏析现象。由此可见,采用双辊铸轧生产方式不仅可以抑制钢中有害元素如磷和铜的偏析,同时还提高材料的力学性能,起到变废为宝的作用。