以連鑄結(jié)晶器內(nèi)鑄坯為研究對象,使用數(shù)值模擬的方法計算和分析了溶質(zhì)元素在鋼兩相區(qū)內(nèi)的偏析行為,并計算其凝固過程中兩相區(qū)內(nèi)的高溫物性參數(shù),再通過有限元軟件ANSYS計算了結(jié)晶器中鑄坯坯殼的溫度場,并模擬了鑄坯在自身和外部條件變化時溫度場的變化情況�；赨eshima的正六邊形枝晶凝固模型,通過有限差分法建立了耦合δ/γ相變的溶質(zhì)圍觀偏析模型,分析結(jié)果可知,在目標(biāo)鋼種成分浮動范圍內(nèi),C含量對對P、S、Nb和Ti元素較為明顯。當(dāng)液相中C的濃度足以發(fā)生δ/γ相變后,γ相占比提高,導(dǎo)致不易溶于γ相的元素P、S、Nb和Ti元素的偏析程度升高。以微觀偏析模型為基礎(chǔ)計算鋼在凝固過程中的熱物性參數(shù),其中C含量對鋼的高溫物性參數(shù)有較大的影響,隨著C含量的升高會擴大兩相區(qū),影響固相率的變化,也會使密度降低、熱焓升高。微合金鋼中Nb元素在微合金鋼范圍內(nèi)在熱力學(xué)角度不會對鋼的凝固造成較大影響。因不同溶質(zhì)成分下鋼的高溫物性參數(shù)有較大差異,故不宜將不同鋼種的物性參數(shù)直接套用。通過有限元軟件ANSYS分析了不同物性參數(shù)下鑄坯凝固過程中的溫度變化,可以得出在鑄坯內(nèi)部溫度的傳遞主要取決于材料的熱焓和等效導(dǎo)熱系數(shù),并通過施加... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 連鑄結(jié)晶器功能概述
    1.3 連鑄結(jié)晶器內(nèi)傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀
        1.3.1 結(jié)晶器內(nèi)傳熱行為研究
        1.3.2 結(jié)晶器內(nèi)熱點行為研究
    1.4 連鑄結(jié)晶器內(nèi)凝固行為的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 結(jié)晶器內(nèi)微觀偏析行為研究
        1.4.2 鋼的高溫?zé)崃W(xué)性能分析
    1.5 本文的提出
    1.6 研究內(nèi)容
    1.7 研究路線與實驗方法
    1.8 研究思路
第2章 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型
    2.1 凝固過程中微觀偏析的影響因素
    2.2 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型的建立
        2.2.1 模型基本假設(shè)
        2.2.2 控制方程及邊界條件
        2.2.3 控制方程離散化
        2.2.4 模型所需參數(shù)計算
    2.3 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型的計算
        2.3.1 模型計算流程
        2.3.2 溶質(zhì)微觀偏析模型計算功能實現(xiàn)
    2.4 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型的驗證
    2.5 含Nb鋼兩相區(qū)微觀偏析行為的分析
    2.6 微觀偏析對高溫力學(xué)性能的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 含Nb鋼兩相區(qū)物性參數(shù)的計算與分析
    3.1 鋼的固、液相線
    3.2 固相分?jǐn)?shù)
    3.3 等效導(dǎo)熱系數(shù)
    3.4 密度
    3.5 熱焓
    3.6 本章小結(jié)
第4章 注流對板坯結(jié)晶器窄邊溫度場的影響分析
    4.1 結(jié)晶器內(nèi)二維傳熱模型的建立
        4.1.1 模型的基本假設(shè)
        4.1.2 傳熱方程
        4.1.3 有限元模型的建立
        4.1.4 初始條件與邊界條件
        4.1.5 工藝參數(shù)選取
        4.1.6 材料的物性參數(shù)選取
    4.2 結(jié)晶器內(nèi)二維傳熱模型的計算流程
    4.3 結(jié)晶器內(nèi)二維傳熱模型的分析
        4.3.1 鋼種成分對坯殼生長的影響
        4.3.2 鋼種成分對兩相區(qū)的影響
    4.4 結(jié)晶器內(nèi)熱流對坯殼沖擊模型
        4.4.1 有限元模型
        4.4.2 初始條件和邊界條件
        4.4.3 坯殼二維溫度場
        4.4.4 拉速對坯殼的影響
        4.4.5 澆鑄溫度對坯殼的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
在學(xué)期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鈮鈦微合金鋼鑄坯晶界鐵素體形貌與晶界裂紋[J]. 楊忠民,王凱,孫秀,笪光杰.  鋼鐵. 2018(11)
[2]鈦鈮微合金鋼連鑄坯角部橫裂紋敏感性[J]. 楊柳,李陽,薛正良,程常桂.  鋼鐵研究學(xué)報. 2018(10)
[3]含鈦微合金鋼低溫沖擊韌性波動的原因與改進[J]. 吳俊平,靳星,龍木軍,陳登福,劉濤,段華美.  中國冶金. 2017(12)
[4]熱處理及NbV-N微合金化對船板鋼組織性能的影響[J]. 陽開生.  中國冶金. 2017(10)
[5]連鑄結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼粘結(jié)行為研究現(xiàn)狀[J]. 何飛,張玲穎,謝西安,錢海濤,周俐.  鋼鐵研究學(xué)報. 2017(08)
[6]寬厚板坯連鑄結(jié)晶器流場、溫度場及應(yīng)力場的耦合數(shù)值模擬[J]. 黃誠,李曉謙,陳平虎,徐婷.  工程科學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[7]基于凝固相轉(zhuǎn)變影響的結(jié)晶器內(nèi)熱力耦合分析[J]. 甄成國,麻永林,邢淑清,許建飛,陳重毅,李振團.  鋼鐵. 2016(02)
[8]板坯結(jié)晶器鋼液流動傳熱和摩擦行為的數(shù)值模擬[J]. 俞晟,陳登福,龍海軍,龍木軍,呂奎,謝鑫.  鋼鐵研究學(xué)報. 2016(01)
[9]SS400和65Mn鋼高溫?zé)崃W(xué)性能分析[J]. 孫立根,劉陽,朱立光,任英強,劉增勛.  煉鋼. 2015(03)
[10]板坯連鑄粘結(jié)過程中粘結(jié)點和熱點行為研究[J]. 曾智,趙洪強,王葉婷,國興龍,孫立根,張家泉.  連鑄. 2011(S1)

博士論文
[1]連鑄還偏析及其鑄軋遺傳性研究[D]. 紀(jì)元.北京科技大學(xué) 2018
[2]方坯連鑄疏松及宏觀偏析的模擬研究[D]. 董其鵬.北京科技大學(xué) 2018
[3]高碳鋼大方坯凝固機理與宏觀偏析關(guān)鍵控制技術(shù)研究[D]. 安航航.北京科技大學(xué) 2018
[4]寬板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動與鑄坯表面質(zhì)量的關(guān)系研究[D]. 任磊.北京科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]板坯連鑄結(jié)晶器漏鋼成因機理及預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 任秀峰.天津理工大學(xué) 2013
[2]連鑄漏鋼預(yù)報模型的研究[D]. 朱薛輝.重慶大學(xué) 2009



本文編號：3206997