钛合金TC4真空自耗熔炼工艺参数对宏观偏析影响

采用Fluent软件模拟了钛合金TC4真空自耗熔炼过程中温度场、流场和溶质场相互作用,研究了与铸锭直接相关的3个工艺参数(熔速、铸锭上表面温度和冷却强度)对铸锭宏观偏析的影响规律。结果表明：不同熔炼条件下,在铸锭1000 mm高度处的铁元素径向偏析均呈钟形分布,即铸锭芯部为正偏析,表面区域为负偏析,且负偏析程度均大于正偏析。熔炼速度对铸锭温度场和宏观偏析的影响最为明显：当熔炼速度由0.15 mm/s增加到0.18 mm/s时,铸锭达到稳定熔炼阶段时的高度由1200 mm增加到1600 mm,熔池深度由494 mm增加到738 mm。当距铸锭中心距离小于130 mm时,偏析随熔炼速度增加而减小,在熔炼速度为0.15 mm/s时达到最大值,为3.36%;当距铸锭中心距离大于295 mm时,偏析随熔炼速度增大而增大,在熔炼速度为0.21 mm/s时达到最大值6.23%。铸锭上表面温度和冷却强度对宏观偏析和熔池深度的影响不明显。通过正交分析得到3个主要工艺参数对宏观偏析影响程度为：熔炼速度>冷却强度>铸锭上表面温度,并得到最优工艺参数为熔炼速度0.15 mm/s、铸锭上表面温度21...     

200 mm×200 mm方坯连铸机二冷区喷嘴冷态特性研究

通过对200 mm×200 mm方坯连铸机二冷区喷嘴进行测试,考察了目前在用的3/8PZ7050QZ5、HPZ2.0-60QZ2和HPZ1.5-60QZ2三种型号喷嘴的压力和流量特性、水流密度、打击力和喷射角等冷态性能参数。测试了不同水压条件下,喷嘴的喷射角、水流密度分布随水压变化的情况。测试结果表明:水喷嘴的喷射角随水压变化较小,各水压下的喷射宽度和水流密度可满足铸坯的冷却需要,但较小的水压易造成喷出水滴的粒度过大,不利于铸坯均匀冷却;气水喷嘴的喷射角随水压增大而递增,保持气压0.2 MPa不变,当水压达到0.2 MPa及以上时,喷射宽度大于铸坯宽度,水流密度分布曲线由中心逐渐向边部发散且偏离中心,喷出水滴的雾化程度逐渐加剧。     

460C钢高温塑性变形行为研究

通过Gleeble-3500高温模拟试验机对Q460C钢种高温塑性区间进行了测定,深入分析了Q460C钢的高温断裂机理,确定了最佳的铸坯矫直区间。研究表明:600℃~800℃为Q460C钢的低温脆性区,在该区间断裂形式以混合断裂为主;900℃~1 050℃塑性最好,断面收缩率在85%以上,此时的断裂形式为韧性断裂;在1 050℃~1 250℃拉伸时断面收缩率有所降低,但仍在75%以上,通过对其断口分析发现其主要原因是Nb(CN)的沉淀析出造成。     

钛合金真空自耗熔炼过程中电流、磁场和电磁力数值模拟

采用有限元模拟软件Ansys Electromagnetics Suite中Maxwell 3D模块建立钛合金真空自耗熔炼过程电磁场数学物理模型,分析并掌握熔炼过程中电流、磁场和电磁力相互作用规律,并研究了熔炼电流和搅拌电流变化对磁场及电磁力的影响。结果表明：铸锭中电流均呈向心分布,且集中分布在铸锭上部350 mm范围内;熔炼电流产生切向磁场,搅拌电流产生轴向磁场,两者进行简单耦合;在熔炼电流及其自感磁场的作用下,产生径向和轴向电磁力;该电磁力又在搅拌磁场的作用下发生旋转,产生切向电磁力;随熔炼电流线性变化,磁场切向分量和电磁力的径向和轴向合力均呈线性变化;随搅拌电流线性变化,磁场轴向分量和电磁力径向分量均呈线性变化。     

八流中间包耐材蓄热对中间包钢液温度的影响

对八流40 t中间包烘烤及浇钢过程的包壁与钢液温度进行了数值模拟计算与20CrMnTiH钢200 mm×200 mm坯连铸现场实测。结果表明，模拟计算烘烤期间中间包耐材升温缓慢，浇钢后中间包内衬耐材升温加快，第3炉外壁温度397℃,达到热平衡；第2炉结束时，计算两侧与中部钢液温度较第1炉对应位置分别升高5.2、1.5℃,计算边流与中部流钢液温差4.8℃,实测第2炉边流间与中部流间钢液温度相差4℃,中间包钢液温度均匀稳定，计算值与实测值趋势一致；烘烤包温度由900℃提高至1000℃时，第1炉中间包钢液温降减慢，水口出钢温度略增，各流间温差减少。     

RH精炼过程中IF钢小型夹杂物演变规律分析

以邯钢IF钢生产过程中某浇次的前两炉为研究对象,通过采用分工序取样,并借助氮氧分析仪、扫描电镜及EDS分析等手段,系统分析了RH精炼过程中IF钢夹杂物的演变规律。结果表明:(1)氮含量在脱氧3 min时最低分别为0. 001 8%和0. 001 4%,随后逐渐升高,到静置30 min时分别达到0. 002 7%和0. 002 3%。全氧含量变化与氮含量相反,脱氧3 min时最高,分别达到0. 006 6%和0. 006 2%,至静置30 min时分别降至0. 003 74%和0. 003 71%;(2)脱碳结束时,夹杂物主要为MnO、P2O5、MnS夹杂及其组成的复合夹杂,尺寸在2～3μm之间。加铝脱氧3 min后,夹杂物以球状或簇状的Al2O3夹杂为主,尺寸在2～100μm之间。合金化后,夹杂物主要以Ti N夹杂、纯Al2O3夹杂、Al2O3-Ti N夹杂、Al2O3-Ti O2夹杂和A2O3-MnS-Ti N复合夹杂物为主,尺寸在1～20μm之间。随着静置时间的增加,夹杂物Al2O3-Ti O2夹杂数量减少,Al2O3-MgO略有增加,其他夹杂物的变化不明显。     

水口类型对矩形坯结晶器流场影响的数值模拟

利用数值模拟技术,以河钢邯钢一炼钢厂生产的380 mm×280 mm矩形坯为对象,研究了两侧孔式和直通式两种水口对矩形坯结晶器内钢液流场以及相应的钢液液面波动的影响。研究结果表明:直通式水口对钢液的冲击深度较大,不利于夹杂物的上浮,钢液液面波动较小,会降低卷渣现象的发生几率,但不利于保护渣的熔化;而两侧孔式水口对钢液的冲击深度较小,钢液形成上下2个回流,有利于夹杂物的上浮以及保护渣的熔化,但钢液液面波动严重,同时下回流钢液呈水平螺旋式流动,对铸坯边、角部位置冲刷严重,易于造成铸坯表面裂纹缺陷的发生。