7 工艺因素对SCM435钢大方坯凝固组织的影响_徐东

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1、第12卷第1期材料与冶金学报Vol.12No.12013年3月JournalofMaterialsandMetallurgyMarch2013工艺因素对SCM435钢大方坯凝固组织的影响徐东，朱苗勇，祭程，唐正友(东北大学材料与冶金学院，沈阳110819)摘要:为了模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固组织，采用有限元法模拟了SCM435钢的连铸凝固过程，获得了325mm×280mm连铸坯的温度场，在此基础上与元胞自动机(Cellautomaton，CA)耦合模拟凝固组织．结果表明，随浇注温度的降低，柱

2、状晶区逐步减少，表面细晶区及中心等轴晶扩大，晶粒密度逐步增加，最大晶粒面积及平均半径大大减少;但中心凝固所需要的时间反而有所增加，中心处的晶粒的平均半径先降低后升高;拉速对凝固位置的影响较为显著，随拉速的增加，晶粒密度逐步减少，柱状晶宽度与中心处的等轴晶半径略有增加．关键词:SCM435钢;连铸坯;温度场;凝固组织;数值模拟;晶粒密度中图分类号:TF777.2文献标识码:A文章编号:1671-6620(2013)01-0017-06Effectsoftechnologicalfactorsonso

3、lidifiedmicrostructureofcastbloomofSCM435steelXuDong，ZhuMiaoyong，JiCheng，TangZhengyou(SchoolofMaterialsandMetallurgy，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China)Abstract:Inordertosimulatesolidificationstructureofthebloomcontinuouscastingunderdifferent

4、technologicalfactors，thesolidificationprocessofSCM435steelweresimulatedbyusingfiniteelementmethod，andatemperaturefieldof325mm×280mmforcastingbloomwasobtained．Thesolidificationmicrostructuresweresimulatedbyusingcouplingcellularautomaton(CA)．Resultsshow

5、edthatwithdecrementofthepouringtemperature，thecolumnarcrystalzonedecreased，surfacefine－grain，equiaxedcrystalzoneandgraindensityincreased，andmaxgrainsurfaceandmeangrainradiusdecreased．Butcentersolidificationrequiredmoretime，grainradiusofcenterdeclinedf

6、irstlyandthenincreased;Positionofsolidificationwasobviouslyimpactedbycastingspeed．Withthedecreasingcastingspeed，graindensitygraduallyreduced，andwidthofcolumnarcrystalandequiaxedcrystalradiusincenterofbloomhadaslightincrease．Keywords:SCM435steel;bloomc

7、ontinuouscasting;temperaturefield;secondarycooling;numericalsimulation;graindensitySCM435钢是一种典型的中碳合金钢，由于型大小及分布、流场的分布、电磁搅拌的作用、析钼和铬的含量增高，所以它的淬透性较好，调质后出相的影响、结晶器的震动等．本文简化这些影响具有较强的疲劳强度和抗冲击能力，低温冲击韧因素，仅在理想状态下，先对SCM435连铸凝固过性良好，且无明显的回火脆性．12.9级的高级发程进行温度场模拟，然后将温

8、度场结果代入元胞动机螺栓用钢基本被国外少数厂商垄断．而连铸自动机模型中，计算不同浇注温度及拉速时晶粒坯质量对成材有重要影响，因此研究连铸坯温度的形成与生长．场及组织模拟较有意义．1大方坯连铸的温度场模型对于组织模拟，从Rappaz和Gandin提出了［1］CA模型后，很多学者也对凝固过程的组织模本文所选对象为大弧型方坯连铸机，铸坯断［2～5］拟进行了大量的研究．由于实际连铸过程较面尺寸为280mm×325mm，以1/4横截面作为建为复杂，凝固形核长大的影响因素很多，如夹杂类模区域．