連鑄是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的重要一環(huán),借助于數(shù)值模擬的方法,冶金工作者已經(jīng)對連鑄的流場、溫度場有了較為深入的認識,而連鑄的凝固過程是一個同時涉及動量傳輸、質(zhì)量傳輸和熱量傳輸?shù)膹碗s相變過程,通過實驗的手段所能揭示的連鑄凝固過程是很有限的,因此本文采用FD-CA相結(jié)合的數(shù)值模擬方法對連鑄微觀組織進行研究,并且考察澆鑄溫度、拉速等工藝參數(shù)對凝固組織的影響。同時,異質(zhì)形核理論的研究證實鋼中的某些夾雜物（如TiN）是可以作為異質(zhì)形核核心而細化晶粒的。本文建立了以夾雜物為核心的異質(zhì)形核模型,并研究了夾雜物幾何形狀、夾雜物數(shù)量和夾雜物分布方式等因素對凝固組織的影響。本文的主要結(jié)論如下:（1）對1×108m-3、2.5×108m-3、5×108m-3三種最大體形核參數(shù)進行了計算,結(jié)果表明:增大最大體形核參數(shù)會使平均晶粒直徑由1.37 mm減小到0.89 mm,且最大體形核參數(shù)為2.5×108 m-3時的計算結(jié)果和真實鑄坯組織基本相同;對節(jié)點類型的計算表明,4節(jié)點的V.Neumann型計算結(jié)果更接近真實鑄坯組織。（2）對不同澆鑄溫度研究表明,提高澆鑄溫度會降低出結(jié)晶器時的坯殼厚度,當澆鑄溫度由1803 K增大到... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１不同類型夾雜物形貌??

建立差分方程分為直接代換法和能量平衡法兩種，直接代換法就是從微分形式??出發(fā)用差商代替微商的辦法建立差分方程，能量平衡法是將導熱的基本定律直接近似，??局部地應用于圍繞每個節(jié)點的各單元控制體積。針對圖２．２中的節(jié)點，本問采用熱平衡??法建立差分方程，該方法具有明確的物理意義。??????圖２．２節(jié)點示意圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｄｅｓ??－１２－??

第２章課題研究方法及數(shù)學模型建立??ｕｖＨ??＼?Ｓｔｒ，〇，Ｋ?＼?〇?Ｍ?．?，＋?］?ｘ??圖２．１連鑄示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｃａｓｔｉｎｇ??可以得到控制方程（２．１）：??（２．Ｄ??ｐ?ｄｔ?Ｓｘｖ?ｄｘ?Ｊ?ｄｙｙ?ｄｙ?Ｊ?３ｚｖ?ｄｚ）?ｄｔ??２．１．２控制方程的離散??常用的有限差分格式主要有顯式、隱式和介于二者之間的顯式交替格式，顯式差分??格式簡單，計算量小、內(nèi)存需求小，但是有條件收斂；隱式差分格式絕對收斂，但計算??量較大。建立差分方程分為直接代換法和能量平衡法兩種，直接代換法就是從微分形式??出發(fā)用差商代替微商的辦法建立差分方程，能量平衡法是將導熱的基本定律直接近似，??局部地應用于圍繞每個節(jié)點的各單元控制體積。針對圖２．２中的節(jié)點，本問采用熱平衡??法建立差分方程，該方法具有明確的物理意義。??????圖２．２節(jié)點示意圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｄｅｓ

【參考文獻】：
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本文編號：2929624