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《熱型連鑄銅單晶凝固組織形成的模擬研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、學科：研究生指導教熱型連鑄銅單晶凝固組織形成的模擬研究摘要本文分析了金屬凝固過程微觀組織模擬從確定性模型、概率模型到相場法的發(fā)展過程和方法，以及各種模型存在的問題，并利用CellularAutomation(元胞自動機)，簡稱CA法，模擬了熱型連鑄凝固過程微觀組織的演化過程。對單晶連鑄生產(chǎn)單晶銅線材的生產(chǎn)過程中晶粒演化過程進行模擬，可跟蹤顯示晶體轉(zhuǎn)變過程，定量預測晶粒形貌和晶粒度，得到工藝參數(shù)之間的合理匹配，進而通過改變工藝參數(shù)，獲得理想的顯微組織。文中通過分析單晶連鑄的生產(chǎn)工藝過程，建立了數(shù)學物理模型，使用CA法模擬出了單晶銅組織演變過程和各個工藝因素
2、對演變結(jié)果的影響，并將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行了比較分析。模擬結(jié)果表明單晶組織的演化是依靠晶體競爭生長過程完成的；熱型連鑄中固一液界面的形狀和位置對單晶演化過程有著非常重要的影響：模擬結(jié)果與實驗結(jié)果相相符情況良好。對單晶連鑄的溫度場進行了模擬計算，分析了主要工藝參數(shù)對固一液界面形狀和位置的影響。研究表明，連鑄速度和冷卻條件對固一液界面形狀和位置影響顯著，鑄型溫度影響次之，熔體溫度對固一液界面形狀和位置影響不顯著。隨著連鑄速度的增大，固一液界面的位置從鑄型內(nèi)部逐漸向鑄型外移動，界面形狀因子變小，固一液界面的凸起趨勢減小、變平。隨著冷卻距離增大，固一液界面迅速
3、向遠離鑄型的方向移動，界面形狀趨近于平面，說明隨著冷卻距離的增大，冷卻能力迅速下降，不利于單晶的演化。隨著鑄型溫度提高，固一液界面的位置向著遠離鑄型的方向移動，并且固一液界面的形狀逐步趨于平坦，當鑄型溫度到一定范圍時，容易發(fā)生會屬液的泄漏。因此鑄型溫度過高時，會對連鑄過程不利。關鍵詞：：熱型連鑄；單晶銅線材；CA法；數(shù)值模擬：組織演變NumericalSimulationfortheStructuresofHeatedMouldContinuousCastingSingleCrystalCopperinSolidificationProcessesDis
4、cipline：MaterialsProcessingEngineeringStudentSignature：SupervisorSignature：。k沈批卜Ⅺ∥AbstractThedevelopmentandshortcomingsofthestructuresimulationmodelsinmetalsolidificationprocess，involvingthedeterministicmodel，theprobabilitymodelandthephasefieldmodel，havebeenreviewed，andthemicrost
5、ructureevolutioninsolidificationprocessofheatedmouldcontinuouscasting(HMCC)issimulatedbycellularautomation(CA)model．BysimulatingtheprocessofgrainnucleationandgrowthofsinglecrystalcopperwiresmanufacturedbyHMCC，thetransformationprocessfromliquidtosolidcanbetraced，thegrainshapeandsi
6、zecanbequantitativelypredicted，andtheperfectstructurecouldbeobtainedbyadjustingthetechnologicalparameters．Onthebasisofanalyzingthemanufactureprocessofsignalcrystalcontinuouscasting，thecorrespondingmathematicalphysicsmodelhasbeenestablishedandthemicrostructureevolutionofsinglecrys
7、talcopperinsolidificationprocessandtheeffectsofthetechnologicalparametersonsimulationresultshavebeenconductedbyCAmodel．Moreoverthedifferencebetweenthesimulationresultsandtheexperimentalresultshasbeencomparedandanalyzed．Thesimulationresultsshowthatthecrystalcompetitivegrowthisthem
8、echanismofsinglecrystalstructureevolutio
