基于CAFE法模拟易切削钢9SMn28凝固显微组织和从柱状晶到等轴晶转变的变化

基于铸造中的对流计算，用有限元-元胞自动机（CAFE）模型模拟了易切削钢9SMn28的凝固显微组织，模拟结果与试验结果一致，模拟的结晶过程与实际相符，9SMn28合金在慢冷条件下以体积凝固方式凝固。用CAFE模型也研究了从柱状晶到等轴晶转变机理（CET），CAFE模型中的CET机理是相互的热作用。CET不是突变而是渐变产生，长柱状晶的生长首先被较长晶粒阻挡，随凝固过程的发展热梯度降低，晶粒逐渐变为等轴晶。

加入Ti和B对碳钢柱状晶的影响

本文研究了S45C钢铸造后在4．50℃／s和16．67℃／s不同冷速下，加Ti和B对S45C钢柱状奥氏体晶粒的影响。不加Ti和B时，在现有铸造条件下，整个试样几乎全部为发达的柱状奥氏体晶粒，加入瓢和B后导致等轴奥氏体晶的形成。在0．2mol％Ti和0．4mol％B的试样中，可观察到全部为等轴奥氏体晶粒。显微组织观察表明，奥氏体组织有由柱状晶到等轴晶铁素体枝晶组织转变的特性。加入Ti和B导致柱状奥氏体晶粒细化，这归因子硼氮化物和钛碳氮化物的钉扎作用。

通过添加钛细化S45C钢铸态奥氏体显微组织

本文研究了添加钛对铸态奥氏体（γ）结构的影响，不添加钛的铸态γ结构由粗大柱状晶粒组成。添加钛可促使等轴γ-晶粒的形成，也能细化γ结构晶粒。仅当钛加入量介于0．13％-0．17％狭小范围时，方可形成全部等轴晶和非常细小γ-晶粒结构。相图热力学计算结果表明：在此组成范围内，碳氮化钛作为初晶相结晶，通过初始碳氮化钛微粒诱导在δ-枝晶凝固过程中，从柱状晶到等轴晶转变（CET）时形成非常细小的等轴γ-晶粒结构，这些微粒是等轴δ-枝晶形核场所。试验结果表明，细小碳氮化钛的存在可以阻止包晶转变后γ-相的晶粒长大，其可导致铸态γ-结构的细化。