孟庆勇
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王福明
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李长荣
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李梦龙
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庞瑞朋
材料热处理学报
基于体积平均的两相数学模型,耦合求解温度场、流场和浓度场,模拟计算过热度对12Cr2MolR大扁锭凝固过程碳元素宏观偏析的影响.本模型将钢液密度设为依赖于温度和溶质浓度的函数.因而,可以综合考虑温度梯度、浓度梯度以及体积收缩等因素对钢液流动的作用,能够更加精确地预测凝固过程溶质元素分布.本次实验研究了过热度对凝固前沿温度梯度、凝固速率和钢液流动速率影响规律,以及最终碳元素宏观偏析情况.模拟结果表明:过热度的增加导致铸件表面区域凝固前沿温度梯度升高,而对中心线区域凝固前沿温度梯度的影响不显著;过热度对铸锭凝固速率的影响很小.此外,过热度的增加使得钢液流动速度相应增加,并使得固液两相区宽度相应的减小.铸锭凝固过程中碳元素宏观中心偏析总体表现为:当过热度＜40℃时,增加过热度对加剧铸锭中心偏析不显著;然而,当过热度＞40 ℃时,提高过热度使得铸锭中心偏析急剧恶化.
关键词:
过热度
,
中心偏析
,
数值模拟
,
大扁锭
