【作者】 王海南；

【导师】 丁雨田； 许广济；

【作者基本信息】 甘肃工业大学 ， 材料加工工程， 2001， 硕士

【摘要】 本文研究了热型连铸过程中微观组织的演化过程，以及各种工艺参数对组织演化的影响。采用宏观-微观耦合的方法，建立了宏-微观统一的数学物理模型，模拟了热型连铸过程中晶粒的竞争生长过程，以及不同工艺参数对固-液界面形状及晶粒竞争生长的影响。 宏观模拟方面，采用温度回升法处理结晶潜热，用内节点直接差分法进行温度场的数值计算。微观模拟方面，根据高斯形核模型处理形核问题，考虑了枝晶的优先生长方向和枝晶尖端的生长动力学，采用改进Cellular Automaton算法处理晶粒的生长。本文根据定向凝固的特点，提出了用于定向凝固宏-微观耦合模拟的界面跟踪耦合算法（动态宏-微观耦合算法），该算法根据凝固界面的推进动态的确定微观模拟区域，极大提高了定向凝固宏-微观耦合模拟的计算效率。本文应用已建立的模型，在C++Builder开发平台上编制了模拟软件，在计算机屏幕上动态的再现了热型连铸过程晶粒的淘汰过程。 实验和模拟结果表明，热型连铸过程中，连铸速度对固液界面的形状和晶粒的竞争生长影响较大；冷却条件对固液界面的形状影响不大，但对晶粒的竞争生长影响较大；其它工艺参数对固液界面的形状及晶粒的竞争生长也有一定影响，但影响不大。结果表明，采用宏-微观耦合的方法模拟热型连铸过程中微观组织的演化过程，模拟结果与实验结果是非常吻合的，采用计算机模拟的方法研究凝固过程中微观组织的形成以及各种工艺参数对组织形成的影响是有效、可行的，是研究凝固过程组织形成规律的一种重要的方法。更多还原

【Abstract】 In this paper, the macro-microscopic model of microstructure simulation during the Ohno Continue Casting processes has been developed. Using this model, we have studied the crystal competent growth in the 0. C. C processes, and the influences of different parameter on the shape of liquid/solid interface and the structure evolution of single crystal. At the macroscopic level, the heat diffusion equation is solved with a temperature compensation formulation using a DFDM implicit scheme. The microscopic model takes into account nucleation of new grains in the undercooled melt, the kinetics of the dendrite tips. The continuous distribution of nucleation sites used in modeling of equiaxed solidification means that the grain density is given by simply the integral of the distribution at a given undercooling. According to the character of solidification of the Ohno Continue Casting processes, a dynamic macro-microscopic coupling arithmetic has been developed. The Macro-microscopic modeling can be used to predict grain competent growth and grain structure features. Based upon a two dimensional Cellular-Automaton technique, the visualization of the grain structure can be achieved. The simulated microstructures are similar to the experiment results.更多还原