大方坯連鑄輕壓下過程熱力耦合數(shù)值模擬研究.pdf

1、重軌鋼大方坯作為300km/h高速鐵路鋼軌的基材，易出現(xiàn)中心偏析、中心疏松等缺陷，輕壓下技術(shù)作為有效控制措施，成為生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。本論文依據(jù)某廠U71Mn大方坯生產(chǎn)工藝，建立大方坯凝固傳熱熱力耦合模型與大方坯輕壓下熱力耦合模型，應(yīng)用MSC.Marc有限元軟件建模求解，并進(jìn)行射釘試驗(yàn)驗(yàn)證凝固傳熱模型，分析了拉速、冷卻制度、過熱度對(duì)鑄坯凝固和鑄坯自由熱收縮的影響，研究了壓下量、壓下位置等工藝參數(shù)對(duì)大方坯輕壓下過程鑄坯變形行為以及應(yīng)力應(yīng)變

2、分布的影響。研究結(jié)果表明:
　　(1)采用較大拉速、更弱冷卻模式和較高澆鑄溫度澆鑄時(shí)，重軌鋼大方坯表面溫度較高，波動(dòng)也較小，斷面溫度分布也更加均勻，兩相區(qū)間和凝固終點(diǎn)也有所延長(zhǎng)。常見壓下區(qū)間范圍fS=0.2～0.8，對(duì)應(yīng)連鑄機(jī)的1～4＃機(jī)架之間。
　　(2)重軌鋼大方坯凝固過程中，鑄坯角部收縮量最大，窄面次之，寬面最小。拉坯方向，鑄坯凝固收縮速度逐漸增大，空冷段收縮量最大，壓下機(jī)架區(qū)間鑄坯收縮量4.56～8.11mm。

3、>　　(3)輕壓下時(shí)鑄坯兩相區(qū)面積減小量隨著壓下量的增大、鑄坯固相率的減小而增大;兩相區(qū)面積減小率隨著壓下量增大而增大，受鑄坯中心固相率影響較小;采用較大壓下量和固相率更有利于促進(jìn)鑄坯中心兩相區(qū)鋼液流動(dòng)。
　　(4)壓下量不超過3mm時(shí)，任何固相率下進(jìn)行輕壓下，裂紋敏感區(qū)都不會(huì)有產(chǎn)生壓下裂紋的風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)壓下量為4mm時(shí)，固相率不能超過0.6;如需壓下5mm時(shí)，固相率不應(yīng)超過0.4。
　　(5)綜合考慮壓下工藝參數(shù)對(duì)兩相區(qū)面積和