赵秋月张廷安曹晓畅刘燕蒋孝丽
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00811
以新型冶金多相流搅拌管式反应器为研究对象, 建立了搅拌反应器内的液/固两相流动数学模型, 采用数值模拟的方法研究了管式反应器内两相流场的速度分布、浓度分布及临界悬浮转速, 并与实验结果进行对比. 结果表明, 增加搅拌装置的管式反应器与传统管式反应器相比, 湍流性能大大增强, 且不存在流动死区,在搅拌转速为150 r/min时, 两相流获得的最大速度为1.58 m/s; 搅拌转速为150和250 r/min时, 径向混合相对均匀, 较低转速(25 r/min)和较高转速(350 r/min)均不利于两相混合; 在固体浓度为2%和7.5%时, 临界悬浮转速分别为35和38 r/min.
关键词:
冶金
,
tubular reactor
,
stir
,
simuation
张伟彬沙春生杜勇温光华谢文王社权
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00151
建立了多组元梯度硬质合金W-C-Co-Ti-Ta-Nb-N体系的热力学和扩散动力学数据库, 采用Thermo-Calc相图热力学计算软件描述了梯度烧结过程中出现的各相及其成分,并采用DICTRA扩散动力学软件对WC-Ti(C, N)-Co, WC-Ti(C, N)-TaC-Co和WC-Ti(C, N)-NbC-Co合金梯度层的各相体积分数及各组元成分随距离的分布进行了计算机模拟, 模拟结果与实验结果吻合良好. 在热力学和扩散动力学数据库基础上制备了WC-(Ti, W)C-Ti(C, N)-(Ta, Nb)C-Co合金, 采用SEM观察梯度层的显微结构, 利用EDS分析合金组元分布, 并对合金梯度层的形成进行了计算模拟, 模拟结果与实验结果吻合良好.
关键词:
梯度硬质合金
,
thermodynamis
,
kinetics
,
phase diagram calculation
,
simulation
王荣山侯怀宇陈国良
金属学报
运用分子动力学模拟的方法, 采用紧束缚势函数, 研究了非晶Cu在升温条件下的晶化行为, 分析了系统能量、体积、双体关联函数和局部结构的变化, 并结合键对分析方法计算了不同弛豫时间下典型短程有序结构的分布. 结果表明, 在非晶Cu升温的最初阶段, 原子运动未必造成短程结构的进一步规则化; 结构转变初期,首先发生1431和1541键向1421键的转变, 1421键型数量在400 K以上则基本呈现直线上升的趋势, 接近600 K时达到最大值; 此后1421键的数量随温度的上升而下降, 熔化时其数量急剧减少.
关键词:
非晶Cu
,
molecular dynamics
,
simulation
,
crystallization
贾文鹏汤慧萍贺卫卫林鑫黄卫东
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00192
针对316L不锈钢激光快速成形(LRF)薄壁试样的凝固组织形态分布,从凝固理论出发, 建立了激光快速成形柱状晶/等轴晶转变(CET)及一次枝距λ1与有限元温度场耦合数值模型, 模拟了成形高度为2.8 mm的LRF薄壁 试样凝固组织形态及分布. 结果表明: 316L不锈钢LRF组织由致密、均匀、外延生长的细长柱状晶组成, 一般不发生CET转变, 组织中λ1在6.5-17 μm范围内, 且随熔覆高度的增加而逐渐增大, 模拟结果与实验符合很好. 在此基础上, 对成形高度为40 mm薄壁件的凝固组织形态及分布进行了预测.
关键词:
316L不锈钢
,
laseapid forming (LRF)
,
microstructure
,
numerical simulation
李海丽赵九洲
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00782
建立了偏晶合金连续凝固过程的群体动力学模型, 并将其与传热、传质和流场控制方程相耦合, 对Al--Pb偏晶合金连续凝固过程进行了模拟, 分析了凝固速率、合金成分和熔炼温度等对合金连续凝固组织形成过程的影响. 结果表明: 凝固速率越大, 凝固界面前沿弥散相液滴的形核位置越靠近凝固界面, 弥散相液滴的形核率和数量密度越大, 平均半径越小, 越有利于获得弥散凝固组织; 合金Pb含量越高, 凝固界面前沿弥散相液滴的形核位置越远离凝固界面, 弥散相液滴的形核率越低, 平均半径越大, 越不利于获得弥散凝固组织. 熔炼温度越高, 弥散相液滴的数量密度越大, 平均半径越小, 有利于获得弥散组织; 但随熔炼温
度提高, 液滴的综合运动速度逐渐降低, 该速度降为负值时, 合金不能实现稳态凝固, 导致偏析组织的形成.
关键词:
偏晶合金
,
liquid-liquid transformation
,
solidification
,
modeling and simulation
金小礼雷作胜于湛张浩斌邓康任忠鸣
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00690
针对连铸过程中水口吹Ar工艺导致的铸坯缺陷, 利用Cu质水冷插针进行物理模拟实验, 研究了气泡在连铸坯固/液界面处的运动行为. 通过观察气泡在固/液界面的运动行为, 研究气泡被铸坯捕获机理. 同时, 对现场铸坯进行了取样分析, 发现弯月面处生长的枝晶是气泡被凝固坯壳捕获的一个重要因素, 进而提出生产中采用水口电磁制动和结晶器窄面处电磁搅拌的方法来改善铸坯质量, 减少气泡凝入铸坯.
关键词:
气泡
,
continuous casting billet
,
solid/liquid interface
,
simulation
,
meniscus
耿明山，周守航，韩庆礼，黄衍林
连铸
在连铸和随后的生产工艺中预测和控制钢材的微观结构是生产制造满足高质量要求的特殊钢的一项非常重要的任务。连铸过程是一个非常复杂的过程，在这一过程中伴随着热量传输、质量传输、凝固和相变。在CAFE模型中，元胞自动机方法与连铸过程中传热计算进行耦合。利用ProCAST软件对连铸圆坯的凝固过程进行仿真模拟，通过连铸坯温度测量证明预测的连铸坯表面温度与实际比较接近。应用CAFE法实现了连铸坯凝固过程三维微观组织及其形成过程的模拟，通过对比试验和模拟的圆坯的宏观结构对模拟的结果进行了评价，证明模拟结果与试验结果吻合。
关键词:
凝固
,
microstructure
,
grain
,
simulation
