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PMO对M2高速钢连铸坯凝固组织及碳化物析出的影响
1
作者 朱守豪 刘海宁 +3 位作者 徐智帅 李志聪 陈湘茹 翟启杰 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期403-419,共17页
M2高速钢连铸坯中碳化物的尺寸、分布及形貌影响着后续轧制等工艺过程,并对最终产品性能和质量有重要影响.采用连铸坯枝晶生长热模拟试验机,探究脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation,PMO)凝固细晶技术对M2高速钢连铸坯中碳化物析出... M2高速钢连铸坯中碳化物的尺寸、分布及形貌影响着后续轧制等工艺过程,并对最终产品性能和质量有重要影响.采用连铸坯枝晶生长热模拟试验机,探究脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation,PMO)凝固细晶技术对M2高速钢连铸坯中碳化物析出长大过程的影响,探讨应用PMO技术改善连铸M2高速钢碳化物的可能性及条件.实验研究表明,PMO可以细化凝固组织,0、120、240、360 KIA峰值电流条件下,凝固末端的二次枝晶臂间距分别减小3.08、3.83、6.91μm.同时C、W、Cr元素宏观分布更为均匀.利用PMO技术可有效降低碳化物面积占比,减小碳化物网交汇处尺寸:360 KIA时碳化物面积占比最低,240 KIA时碳化物网交汇尺寸最小.热力学计算表明:未施加PMO时,固液界面处Mo_(2)C与W_(2)C析出固相率为0.921、0.972;施加PMO处理时,固液界面处Mo_(2)C与W_(2)C析出固相率分别为0.931、0.988,M2C(M=Mo/W)形貌由层片状转变为蜂窝状.PMO处理一方面使凝固组织细化,元素富集减弱,另一方面使碳化物析出温度降低,两方面的作用使得碳化物更加细小. 展开更多
关键词 M2高速钢 连铸 脉冲磁致振荡 碳化物 热模拟
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金属凝固过程与细晶技术 被引量：14
2
作者 翟启杰 龚永勇 李仁兴 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2015年第2期81-82,共2页
为了实现连续铸造金属材料的均质化,研究了以数值模拟得到的凝固过程函数曲线方程控制自行设计单向凝固炉中凝固过程的工艺参数选择原则;并基于以自行设计并制备的脉冲电磁振荡凝固实验装置获得的大量实验结果及对其进行的理论分析,揭... 为了实现连续铸造金属材料的均质化,研究了以数值模拟得到的凝固过程函数曲线方程控制自行设计单向凝固炉中凝固过程的工艺参数选择原则;并基于以自行设计并制备的脉冲电磁振荡凝固实验装置获得的大量实验结果及对其进行的理论分析,揭示了脉冲电磁振荡细化金属凝固组织的机理,提出了脉冲磁致振荡凝固细晶化技术. 展开更多
关键词 热模拟 脉冲电磁振荡 凝固过程 洁净化 细晶化
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冷却速率对ZG40CrNi2Mo大型铸件凝固组织及元素偏析的影响 被引量：1
3
作者 邹富康 仲红刚 +3 位作者 李莉娟 龚永勇 陈湘茹 翟启杰 《热加工工艺》 北大核心 2024年第15期135-140,共6页
为了研究铸件凝固过程中不同冷却速率对其凝固组织与元素偏析的影响,利用铸件凝固过程数值模拟方法和自研的高通量凝固过程热模拟实验装置,开展了ZG40CrNi2Mo优质调质钢在不同冷却速率下的凝固模拟实验。结果表明:ZG40CrNi2Mo调质钢的... 为了研究铸件凝固过程中不同冷却速率对其凝固组织与元素偏析的影响,利用铸件凝固过程数值模拟方法和自研的高通量凝固过程热模拟实验装置,开展了ZG40CrNi2Mo优质调质钢在不同冷却速率下的凝固模拟实验。结果表明:ZG40CrNi2Mo调质钢的二次枝晶臂间距λ_(2)与局部凝固时间t的关系符合λ_(2)=36.03 t0.26;随着冷却速率的降低,Cr元素偏析呈现上升趋势,Ni元素偏析先上升后降低;Mo元素偏析最为严重,但是对于冷却速率的变化不敏感。 展开更多
关键词 热模拟 数值模拟 冷却速率 凝固组织 二次枝晶臂间距 元素偏析
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不同二冷比水量下24Mn钢连铸坯枝晶生长热模拟研究
4
作者 张凯伦 潘栋 +4 位作者 郭庆涛 仲红刚 张宇 张翔宇 徐佩 《材料导报》 北大核心 2025年第5期223-230,共8页
基于数值-物理耦合仿真原理,采用连铸坯枝晶生长模拟装置对不同二冷比水量下的24Mn钢凝固行为进行研究。结果表明,随着二冷比水量的增大,铸坯表面及中心温度显著降低,表面回温现象加剧,铸坯凝固速率增大,而凝固坯壳厚度变化不明显。在... 基于数值-物理耦合仿真原理,采用连铸坯枝晶生长模拟装置对不同二冷比水量下的24Mn钢凝固行为进行研究。结果表明,随着二冷比水量的增大,铸坯表面及中心温度显著降低,表面回温现象加剧,铸坯凝固速率增大,而凝固坯壳厚度变化不明显。在二冷比水量0.45 L/kg条件下铸坯中心等轴晶率增大,可达58.7%,而在二冷比水量0.73 L/kg条件下铸坯中心元素偏析减轻,碳偏析为1.079。通过建立数学模型研究发现在连铸坯凝固过程中S、P最容易在枝晶前沿偏聚,形成枝晶偏析,而通过增大二冷比水量一定程度上能够加大枝晶偏析,减轻宏观偏析,改善铸坯成分均匀性。本研究有效建立了连铸工艺与铸坯组织、偏析间的定性/定量关系,为24Mn钢高质量连铸生产提供了理论指导。 展开更多
关键词 24Mn钢 二冷比水量 耦合模拟 枝晶生长
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PMO对Cr8Mo2SiV钢锭凝固组织和偏析的影响
5
作者 徐凡 陈湘茹 翟启杰 《上海大学学报(自然科学版)》 2025年第4期632-645,共14页
为解决Cr8Mo2SiV钢铸锭凝固组织粗大及心部偏析问题,采用脉冲磁致振荡(pulsed magneto-oscillation,PMO)技术调控铸锭凝固过程.通过组织表征与元素分析,系统研究了不同PMO峰值电流(0、1000KP、1500KP和2000KPA)对Cr8Mo2SiV钢凝固组织和... 为解决Cr8Mo2SiV钢铸锭凝固组织粗大及心部偏析问题,采用脉冲磁致振荡(pulsed magneto-oscillation,PMO)技术调控铸锭凝固过程.通过组织表征与元素分析,系统研究了不同PMO峰值电流(0、1000KP、1500KP和2000KPA)对Cr8Mo2SiV钢凝固组织和偏析的影响.研究结果表明:PMO处理显著细化了凝固组织,在1500KPA参数下柱状晶区比例由未处理样品的30.8%降至8.07%,等轴晶区提升至86.31%;同时元素偏析得到了明显改善,心部偏析区域面积缩小,枝晶间Cr、Mo等元素富集降低;PMO作用会促进形核,同时由于内部产生了电磁力,故型壁晶粒脱落,从而细化晶粒,并诱导熔体内部形成双环流增强溶质均匀分布.该技术为改善Cr8Mo2SiV钢铸锭凝固质量提供了有效手段. 展开更多
关键词 脉冲磁致振荡 峰值电流 Cr8Mo2SiV钢 凝固组织 偏析
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脉冲电磁场在金属熔体中的电磁效应及其应用 被引量：11
6
作者 徐燕祎 翟启杰 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-20,共20页
人类社会的发展对金属材料的质量提出了更高的要求,洁净化和均质化成为金属制品质量的共同追求目标.物理科学与技术的发展为材料制备技术的进步提供了新的机遇.脉冲电流和脉冲磁场由于瞬时能量高且线路负荷小,近年来在金属制备中的应用... 人类社会的发展对金属材料的质量提出了更高的要求,洁净化和均质化成为金属制品质量的共同追求目标.物理科学与技术的发展为材料制备技术的进步提供了新的机遇.脉冲电流和脉冲磁场由于瞬时能量高且线路负荷小,近年来在金属制备中的应用受到普遍关注.首先介绍了脉冲电流和脉冲磁场在金属熔体中的电磁效应,然后重点介绍了电流、磁场、电磁力在金属熔体中的分布以及脉冲电磁场对熔体流动的影响,最后简要介绍了脉冲电磁场在金属洁净化和细晶化方面的研究与工业应用. 展开更多
关键词 脉冲电流 脉冲磁场 电流 磁场 电磁力 流场
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基于电流加热连铸恒温出坯温度场的分布与演变规律
7
作者 郑天晴 徐燕祎 +1 位作者 张云虎 翟启杰 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期857-871,共15页
恒温出坯是实现连铸直轧的重要条件.提出了基于电流加热恒温出坯方法,并通过数值模拟验证了该方法的可行性.结果表明:高频电流产生的焦耳热对连铸坯起到了补热作用,补热效果随电流频率的增加而增加,随连铸坯移动速度的增加而减小;电流... 恒温出坯是实现连铸直轧的重要条件.提出了基于电流加热恒温出坯方法,并通过数值模拟验证了该方法的可行性.结果表明:高频电流产生的焦耳热对连铸坯起到了补热作用,补热效果随电流频率的增加而增加,随连铸坯移动速度的增加而减小;电流产生的焦耳热能降低连铸坯径向和长度方向的温度梯度.为了根据实际工况确定实现连铸恒温出坯所需的加热功率,通过理论分析,建立了连铸坯电流加热功率计算模型,为数值模拟优化电流参数提供了理论依据. 展开更多
关键词 电流加热 连铸 数值模拟 恒温出坯
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内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备ODS钢锭的组织演变
8
作者 张潇月 侯晨阳 +4 位作者 毛小东 沈楚伦 张元祥 赵彦云 宋长江 《精密成形工程》 北大核心 2023年第10期38-49,共12页
目的探究内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备ODS钢的可行性。方法采用内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备10 kg的ODS钢铸锭,对铸锭进行轧制及热处理,使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段研究铸锭组织特别是析出物的演变情况。结果通过... 目的探究内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备ODS钢的可行性。方法采用内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备10 kg的ODS钢铸锭,对铸锭进行轧制及热处理,使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段研究铸锭组织特别是析出物的演变情况。结果通过内置前驱粉体真空自耗熔炼法成功引入了过饱和氧化物粉体,热轧薄板中含有微米级的富Y氧化物和富Ti氧化物,且颗粒分布均匀,没有任何宏观或微观聚集现象。常规固溶热处理(1200℃)和电流固溶热处理(1000℃)均可减小热轧薄板中氧化物的尺寸,且经冷轧(压下量为80%)+1000℃-10min电流固溶热处理后,热轧薄板中的氧化物颗粒尺寸最小,富Ti和富Y的Y-Ti-O颗粒平均尺寸分别降至0.75μm和0.17μm。对薄板进行800℃-3h的时效处理后,观察到纳米量级的Y-Ti-O复合氧化物析出,尺寸为20-200nm。结论内置前驱粉体真空自耗熔炼法成功将粉体引入铸锭中,轧制及热处理工艺能够显著细化氧化物颗粒并析出纳米量级的氧化物。 展开更多
关键词 氧化物弥散强化钢 真空自耗熔炼 前驱粉 热处理 微观组织
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合金元素对高速钢中碳化物的影响研究进展
9
作者 张世民 叶承欢 +2 位作者 陈杨珉 陈湘茹 翟启杰 《中国材料进展》 2025年第8期720-730,共11页
随着科技的发展,机械加工对高速刀具的需求进一步提高,传统高速钢生产的短板也逐渐显露出来。由于高速钢中高合金元素含量的特性,传统高速钢生产方式主要以模铸为主,虽然产品质量相对较好,但是生产效率极慢。连铸可以显著提高高速钢的... 随着科技的发展,机械加工对高速刀具的需求进一步提高,传统高速钢生产的短板也逐渐显露出来。由于高速钢中高合金元素含量的特性,传统高速钢生产方式主要以模铸为主,虽然产品质量相对较好,但是生产效率极慢。连铸可以显著提高高速钢的产量并且更加节能,但连铸生产的高速钢铸坯中心缩孔较大,并且轧制过程中开裂的问题一直无法解决,因此高速钢连铸一直无法正式投入生产。碳化物是影响高速钢性能的一个非常重要的因素,添加合金元素会对高速钢中碳化物尺寸、形貌以及元素组成产生影响,从而改善高速钢性能。合金元素按照作用方式不同可以分为碳化物形成元素以及非碳化物形成元素,这两类元素对碳化物有着不同改性效果,并且作用机理有较大差异。讨论了高速钢中碳化物的主要种类,针对不同种类的合金元素总结了其对高速钢中碳化物的作用以及研究现状,并对未来合金元素在高速钢碳化物改性方面的研究提出了建议。 展开更多
关键词 高速钢 连铸 碳化物 合金元素
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