Incoloy800高溫合金板坯連鑄傳熱凝固和應力的模擬研究.pdf

1、Incoloy800高溫合金是一種鐵基合金，具有較高的高溫強度，同時具有良好的抗氧化性能、抗?jié)B碳性能和抗?jié)B硫性能，是一種通用的工程合金。對于高溫合金的連鑄技術國內尚未研制成熟和投入生產，由于國外對我國進行了技術保密，而我國對高溫合金的需求量也在不斷加大，高溫合金的連鑄技術的開發(fā)已經成為現階段研究高溫合金的重要任務。由于高溫合金的特殊的力學性能，在連鑄過程中，容易產生裂紋，本文通過建立高溫合金板坯連鑄模型，根據高溫合金的材料屬性，模擬了高

2、溫合金連鑄凝固過程的溫度場和應力場。
　　本文首先介紹了高溫合金的發(fā)展和應用、Incoloy800合金的特性以及高溫合金連鑄技術的發(fā)展情況，分析了鑄坯裂紋的種類和產生機理。根據高溫合金的材料成分以及實驗測得的物性參數，結合ProCAST的熱力學模型，計算、建立了Incoloy800合金高溫熱物性和高溫力學性能數據庫。建立了高溫合金連鑄凝固過程三維傳熱數學模型和彈塑性本構方程，利用有限元方法對鑄坯進行了熱-力耦合求解。基于ProCA

3、ST商業(yè)軟件，利用MiLE法和二次開發(fā)程序進行了仿真計算，考察了連鑄過程相關工藝參數對溫度和應力的影響。
　　研究表明:
　　(1)二冷換熱系數加大，鑄坯的冷卻強度變大，降溫更快，將導致回溫加大，可能導致裂紋的產生。拉速越大，液相穴深度越大，坯殼厚度變薄，容易導致鑄坯拉斷以及裂紋的產生。在對高溫合金連鑄坯傳熱凝固過程的模擬中，有必要考慮氣隙的影響。
　　(2)高溫合金連鑄坯下端容易產生表面橫向裂紋，在角部附近容易產生表