高溫合金立式連鑄流動傳熱和應(yīng)力的模擬研究.pdf

1、高溫合金又名熱強(qiáng)合金、超級合金，因其具有較高的耐高溫強(qiáng)度，抗氧化和抗腐蝕性，等良好的物理機(jī)械性能，使得高溫合金在動力、石化、運(yùn)輸、航空、以及航天產(chǎn)業(yè)上占有了舉足輕重的地位，因而是國防建設(shè)和國家工業(yè)化建設(shè)不可缺少的一種重要材料。由于高溫合金力學(xué)性能的特殊性，在連鑄過程中極易產(chǎn)生裂紋。本文通過建立高溫合金板坯連鑄模型，根據(jù)材料的高溫力學(xué)性能，模擬了高溫合金連鑄凝固過程中的流場，溫度場以及應(yīng)力場，其次考慮了電磁攪拌對于連鑄過程的影響。

2、　　本文首先介紹了高溫合金的發(fā)展和應(yīng)用，Incoloy800合金的特性及電磁攪拌技術(shù)在連鑄中的應(yīng)用，分析了裂紋的產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防措施，并針對熱裂的形成及目前的幾種判斷理論做了簡要的分析;其次應(yīng)用高溫合金Iincoloy800高溫物性及高溫力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫，建立了高溫合金連鑄凝固過程三維流動傳熱數(shù)學(xué)模型和彈塑性模型，應(yīng)用ANSYS商業(yè)軟件進(jìn)行了流場-溫度場-應(yīng)力場的耦合求解;其次考慮了電磁攪拌下電磁力對流場、溫度場、以及應(yīng)力場的影響;最后應(yīng)用

3、熱裂理論和二次開發(fā)程序進(jìn)行了熱裂趨勢預(yù)測，考察了不同參數(shù)對于連鑄凝固過程的影響。
　　研究表明:(1)流場渦流會加快寬面中心處凝固，過熱度對結(jié)晶器出口的坯殼厚度影響較大，較大的過熱度會使回溫升高，坯殼厚度減薄，易導(dǎo)致鋼坯拉漏。拉速對溫度場和坯殼的影響較過熱度和熱流大，拉速越高，出結(jié)晶器的坯殼越薄。(2)鑄坯應(yīng)力場的分布規(guī)律與溫度場分布相類似，角部附近容易產(chǎn)生角部裂紋及表面縱裂紋。結(jié)晶器寬面處由溫度梯度引起的等效應(yīng)力梯度較大，極易產(chǎn)