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《熱型連鑄設(shè)備研制及單晶演化過程的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、熱型連鑄設(shè)備研制及單晶演化過程的數(shù)值模擬學(xué)科研究生簽字:7H-i教師簽字’嚴(yán)心摘要根據(jù)區(qū)域熔煉和傳統(tǒng)熱型連鑄相結(jié)合的基本原理，設(shè)計制備了一臺熱型連鑄設(shè)備(設(shè)備主體包括機械傳動系統(tǒng)、加熱保溫系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng))，克服了一般連鑄設(shè)備無法生產(chǎn)細直徑、超長度線材的缺點，成功地制出直徑為"1一3mm的單品銅線材。根據(jù)熱型連鑄條件下微觀組織的演化過程，采用宏微觀禍合的方法，建立了宏觀與微觀統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，模擬了熱型連鑄過程中晶粒的競爭生長，并根據(jù)模擬結(jié)果分析了不同工藝參數(shù)對固液界面位置形狀以及晶粒演化趨勢的影響。宏觀溫度場模
2、擬方面，采用溫度補償法處理結(jié)晶潛熱，用內(nèi)節(jié)點交替方向隱式差分法求解溫度場;微觀組織模擬方面，應(yīng)用高斯形核模型和MonteCarlo(MC)法相接合的手段處理形核問題，考慮了晶粒形核的擇優(yōu)取向因素，以及形核位置的隨機性，從而使得模擬組織圖像與實驗觀察結(jié)果更吻合。假設(shè)晶粒的生長形狀呈四邊形，并具有一定的擇優(yōu)取向，基于這樣的假設(shè)，提出了修正的CellularAutomaton(CA)晶粒生長模擬技術(shù)。通過判斷點(單元)與四邊形(晶粒)的位置關(guān)系，建立了簡單的晶粒生長局部演變規(guī)則，克服了Rappaz提出的Cellul
3、arAutomaton技術(shù)必須矯正晶向的不足。枝晶尖端(四邊形的頂點)生長動力學(xué)采用KGf(Kurz,Giovanola,Trivedi)模型計算。根據(jù)熱型連鑄的特點，提出動態(tài)宏微觀的禍合算法，該算法根據(jù)凝固界面的推進動態(tài)地確定微觀模擬的區(qū)域，大大地提高了計算效率。模擬結(jié)果表明:利用連續(xù)準(zhǔn)瞬時形核模型和CA模型對單晶演化過程進行數(shù)值模擬是成功的，模擬結(jié)果與實際熱型連鑄所得結(jié)果吻合很好;工藝參數(shù)的改變雖然可以加強或減弱晶粒演化的速度，但它們的變化并不會對晶粒演化的總體趨勢造成影響，即在熱型連鑄條件下，晶粒的演化
4、必然要發(fā)生，改變工藝參數(shù)只會增加或縮短鑄件從多晶演化到單晶的時間;鑄型出口溫度、冷卻條件和連鑄速度依次為影響單晶演化的主要因素，型內(nèi)金屬液溫度對單晶演化的影響并不明顯。關(guān)鍵詞:熱型連鑄;微觀組織;數(shù)值模擬;溫度場;晶粒演化:CA模型StudyonDevelopingaNewTypeofEquipmentforOhnoContinuousCastingTechniqueandNumericalSimulationoftheSingleCrystalEvolutionDiscipline:MaterialProc
5、essingEngineeringStudentSignature:k}211(油獷SupervisorSignature:渺抓ABSTRACTBasedontheprincipleofareameltingcombinedwithordinaryOhnoContinuousCastingtechnique,anewtypeofequipmentforOhnoContinuousCasting(theequipmentincludesmechanicaldrive,systemofheating,preser
6、vationandcooling),hasbeensuccessfullydevelopedinthepresentwork.Thelimitationtoproducethesinglecrystalwireswithveryfinediameterandinfinitelengthhasbeenovercome.Thesinglecrystalwireswiththediameterof滬1一3mmhavebeenproducedinthedevelopednewtypeofequipment.Accor
7、dingtotheprocessofmicrostructureevolutioninOhnoContinuousCasting,themacro-microstructuremodelofmicrostructuresimulationofOhnoContinuousCastinghasbeendeveloped.UsingthemodelwehavestudiedthecrystalcompetentgrowthinOhnoContinuousCastingprocess,andtheinfluences
8、fromdiferentparametersontheshapeandpositionofliquid-solidinterface,andthestructureevolutionofsinglecrystal.Atthemacroscopiclevel,thelatentheatquestionhasbeensolvedbyuseoftemperaturecompensation,andthet
