板坯連鑄的高溫性能研究及組織模擬.pdf

1、連鑄技術(shù)是鋼鐵生產(chǎn)中的重要技術(shù)，研究連鑄坯的高溫性能對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有十分重要的意義。在連鑄坯的生產(chǎn)中，鋼種的高溫性能是判斷鑄坯是否產(chǎn)生裂紋的重要指標(biāo)，也是對(duì)連鑄過程進(jìn)行數(shù)值仿真的重要參數(shù)，對(duì)改善其凝固冷卻速度，制定二冷動(dòng)態(tài)輕壓下的相關(guān)參數(shù)具有重要價(jià)值。本論文的主要任務(wù)是對(duì)板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)的低合金鋼A和耐候鋼B連鑄坯進(jìn)行熱物理性能測(cè)試和高溫力學(xué)性能測(cè)試，并將所得的鋼種物性參數(shù)應(yīng)用到連鑄坯溫度場(chǎng)仿真和組織模擬模型中，并結(jié)合實(shí)際工藝進(jìn)行了分析。<

2、br>　　在Gleeble-1500D熱模擬機(jī)上進(jìn)行從600℃到1300℃的高溫拉伸實(shí)驗(yàn)，獲得了兩個(gè)鋼種的力學(xué)性能參數(shù)。以斷面收縮率為主要指標(biāo)找出了這兩種鋼的高溫脆性溫度區(qū)，低合金鋼A二次脆性區(qū)出現(xiàn)在725～900℃左右，耐候鋼B二次脆性區(qū)出現(xiàn)在775～950℃左右，確定了低合金鋼A和耐候鋼B連鑄坯在二冷區(qū)及矯直點(diǎn)處的溫度盡可能分別控制在950℃以上和1000℃以上。
　　采用熱膨脹儀DIL402和綜合熱分析儀STA449對(duì)兩個(gè)鋼

3、種進(jìn)行熱膨脹性能測(cè)試和差熱分析試驗(yàn)，獲得了兩個(gè)鋼種不同溫度下的熱膨脹性能、潛熱、固相線和液相線等熱物理性能參數(shù)，為研究連鑄過程的鑄坯的凝固特性提供了寶貴的資料和依據(jù)。
　　運(yùn)用實(shí)驗(yàn)得到的鋼種物性參數(shù)和連鑄板坯表面溫度測(cè)試的結(jié)果，確定出合適的邊界條件，應(yīng)用到板坯連鑄二次冷卻計(jì)算機(jī)仿真軟件中，對(duì)鋼廠板坯連鑄機(jī)的二冷制度進(jìn)行了優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化后的實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果，證明所得鋼種物性參數(shù)對(duì)二冷制度的優(yōu)化有十分重要的作用。
　　同時(shí)鋼種物性參

4、數(shù)和鑄坯表面溫度測(cè)試結(jié)果也是連鑄坯組織模擬的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文將元胞自動(dòng)機(jī)(CA)和有限差分法(FD)結(jié)合起來，建立了連鑄坯凝固時(shí)內(nèi)部等軸晶和柱狀晶的隨機(jī)形核和生長模型，元胞自動(dòng)機(jī)模擬凝固組織，有限差分法計(jì)算溫度分布和溶質(zhì)擴(kuò)散。通過該模型對(duì)三種不同工況下連鑄坯凝固組織的模擬，再現(xiàn)了連鑄坯內(nèi)部組織的演變規(guī)律，對(duì)晶粒的隨機(jī)形核、晶粒的擇優(yōu)生長、競(jìng)爭(zhēng)生長以及晶粒的隨機(jī)取向有比較好的體現(xiàn)。分析了不同工藝因素對(duì)等軸晶和柱狀晶競(jìng)爭(zhēng)生長的影響，模擬結(jié)