陈守东
,
陈敬超
,
吕连灏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.10.011
鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,应用Procast软件中的CA-FE方法对工业纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,建立了宏观温度场、浓度场和微观生长过程耦合的凝固组织模拟模型.以CA(Cellular Automaton)模型为基础,建立了晶粒生长过程的局部演变规则,在晶粒尺度上模拟了其凝固过程.应用建立的微观组织模型,研究了工艺参数对凝固组织的影响.模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性与适用条件.
关键词:
双辊连续铸轧
,
微观组织模拟
,
宏微观耦合模型
,
元胞自动机-有限单元法
陈守东
,
陈敬超
材料热处理学报
以双辊薄带连续铸轧工艺凝固过程为基础，基于金属凝固的基本原理，并运用现代计算机仿真技术建立了双辊薄带连铸凝固过程的异质形核、修正的枝晶尖端生长动力学、柱状晶向等轴晶生长转变（CET）的解析模型以及基于元胞自动机（CA）的双辊薄带连续铸轧凝固组织的仿真模型，为双辊薄带连续铸轧凝固组织形成的仿真模拟奠定了基础，同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。结果表明：可用建立的数学模型模拟预测铸轧工艺参数对双辊连续铸轧薄带凝固组织的影响。
关键词:
双辊连续铸轧
,
凝固组织
,
数值模拟
,
微观模型
,
实验验证
陈守东
,
陈敬超
材料导报
以等价比热客法处理结晶潜热和以假设的流线边界划分网格节点,建立了连续铸轧铝合金薄带凝固过程的宏观速度场、传热、溶质传输和凝固组织形成的微观数学模型以及连续铸轧铝合金薄带凝固过程的宏观-微观耦合数学模型.同时,以固相分数为媒介,采用宏微观不同的网格尺寸和时间步长,实现了宏观模型与微观模型的耦合.
关键词:
双辊连续铸轧
,
凝固组织
,
数学模型
,
耦合
陈守东
,
陈敬超
,
吕连灏
材料科学与工艺
鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,基于热传输、流动传输、溶质传输等基本传输过程以及晶粒生长物理过程,建立了双辊连续铸轧纯铝凝固过程的宏观温度场、浓度场、微观组织及枝晶形貌演化的三维数学模型.采用CA-FE法对双辊连续铸轧纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,采用光学显微镜研究了铸轧工艺参数对凝固组织的影响.数值模拟结果表明,所建立的数学模型能够合理描述晶粒沿任意角度生长的过程,温度场、溶质场和微观组织形貌的模拟计算结果合理.模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性.
关键词:
双辊连续铸轧
,
凝固微观组织
,
CA-FE方法
,
数值模拟
,
枝晶形貌
陈守东
,
陈敬超
材料导报
基于有限元分析软件FLUENT对中间包的流场进行了数值模拟研究和优化,结果表明,设置流动控制装置可明显改善铝合金熔液流动状况,有利于提高连续铸轧坯质量.对比了流动控制装置中的几种不同的堰坝布置,当堰与注流口间距为800mm、堰与坝间距为400mm、挡堰相对高度为550mm、挡坝相对高度为350mm时所得铝合金的液体净化效果最佳.
关键词:
双辊连续铸轧
,
中间包
,
流场
,
数值模拟
,
优化
陈守东
,
陈敬超
,
黄攀
,
吕连灏
,
王鹏
,
彭平
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.4.001
基于元胞自动机CA的形核和长大模型与宏观传热模型相耦合对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固微观组织进行了模拟,模拟计算中采用连续性异质形核模型和修正的枝晶尖端生长动力学模型(KGT).另外,模拟研究了铸轧工艺参数和金属凝固参数对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固微观组织的影响规律.模拟结果可很好地解释和预测啮合点前柱状晶和等轴晶之间的转化和晶粒尺寸大小,柱状晶主要分布在靠近铸轧辊面附近,等轴晶则是远离铸轧辊面而靠近薄带的中心区域.
关键词:
双辊连续铸轧
,
铝凝固微观组织
,
元胞自动机
,
数值模拟
陈守东
,
陈敬超
,
彭平
材料科学与工艺
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机（Cellular Automaton,简称CA）-有限元（Finite Element,简称FE）模型基本原理,建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型.模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算,考虑了溶质扩散、曲率过冷和各向异性等重要因素的影响,定义了界面单元捕获规则,能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态.应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的正确性.
关键词:
纯铝
,
双辊连续铸轧
,
凝固微观组织模拟
,
元胞自动机-有限元方法
,
枝晶形貌
陈守东
,
陈敬超
,
于杰
稀有金属材料与工程
基于枝晶生长的基本传输过程和元胞自动机(Cellular Automaton,简称CA)-有限元(Finite Element,简称FE)模型基本原理,建立了适应双辊连续铸轧纯铝薄带工艺特点的凝固过程形核和晶体生长的数学模型.模型耦合了宏观温度场和微观组织模拟计算,考虑了溶质扩散、曲率过冷和潜热释放等重要因素的影响,能够模拟凝固过程中枝晶生长的形态.应用本模型对双辊连续铸轧纯铝薄带凝固过程中等轴晶生长、等轴晶多晶粒生长及柱状晶生长、柱状晶向等轴晶演化进行模拟并与实验结果进行对比,模拟结果与实验结果吻合较好.
关键词:
双辊连续铸轧
,
铝微观组织
,
元胞自动机-有限元方法
,
枝晶形貌
贺会军
,
李永伟
,
朱学新
,
郭宏
,
徐骏
,
张少明
,
石力开
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2000.04.002
用双辊连续铸轧方法制备了Al-Pb 系轴瓦合金板材, 铸轧工艺过程稳定, 合金板成形良好. 金相观察表明: 铸轧合金板第二相分布均匀、细小, 尺寸<5 μm; 基体组织形态良好, 满足轴瓦合金要求.
关键词:
双辊连续铸轧
,
Al-Pb合金
,
轴瓦合金
