庞瑞朋
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王福明
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王金龙
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李长荣
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张国庆
材料热处理学报
采用3 D-CAFE法与实验相结合的方法,研究形核参数(nv,max,△Tv,max)和过热度对430铁素体不锈钢凝固组织的影响.本文条件下得到nv,max越大,AT、max越小,晶粒越细小.计算得到最佳过热度值为20℃,并进行了过热度为20℃的实验室实验,试样的凝固组织几乎全部为球形等轴晶,晶粒的平均直径从表面到中心依次增加.实验室试样的晶粒平均直径为918.07 μm,3D-CAFE模型计算20℃过热度试样的晶粒平均直径为920.13μm.计算得到的凝固组织与实验结果基本一致.
关键词:
过热度
,
柱状晶
,
等轴晶
,
3D-CAFE
庞瑞朋
,
王福明
,
张国庆
,
李长荣
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00288
根据430铁素体不锈钢的主要成分和缓冷实验条件下得到的宏观凝固组织,确定3D-CAFE模拟计算需要的枝晶尖端生长动力学系数和Gauss分布参数；采用不同的传热系数进行反复计算,通过计算得到的凝固组织与实验得到凝固组织基本相同来确定缓冷条件下模拟计算需要的传热系数.采用3D-CAFE法对缓冷、空冷和水冷条件下430铁素体不锈钢铸件凝固过程的温度场和流场进行分析,发现缓冷条件下铸件凝固过程中的温度场最均匀且固液两相区最宽,空冷次之,水冷条件下铸件的温度场很不均匀且固液两相区最窄；缓冷、空冷和水冷条件下,铸件的凝固速率在铸件中心位置达到最大值,分别为2.3,3.0和3.3 mm/s.缓冷条件下在铸件中心位置处流动速率达到最大值8.9 mm/s,空冷条件下靠近侧壁处流动速率达到最大值9.8 mm/s,水冷条件下在离侧壁3/5处流动速率达到最大值4.6 mm/s.缓冷条件下铸件的凝固组织几乎全是等轴晶,空冷条件下只有心部有少量等轴晶,水冷条件下铸件的凝固组织由粗大的柱状晶构成.
关键词:
凝固速率
,
温度场
,
流动速率
,
3D-CAFE
