不锈钢凝固显微组织模拟DCAFE模型兰鹏.pdfVIP

网络出版时间：2014-03-25 14:35 网络出版地址：/kcms/detail/11.2520.TF1435.017.html 第36卷 第3期 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.36 No.3 2014 年 3 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar. 2014 430不锈钢凝固显微组织模拟的3D CAFE模型 1,2)苣 1,2) 1,2) 1,2) 兰摇 鹏 ,孙海波 ,李摇 阳 ,张家泉 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083摇 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083 苣 通信作者,E鄄mail:lanpengwudi@126.com 摘摇 要摇 在同时考虑传热、流动和溶质扩散基础上建立了预测铁素体不锈钢多元合金凝固组织的3D CAFE模型,揭示了430 不锈钢凝固过程中温度、固相率及晶粒形貌的变化规律. 模型中采用高斯分布描述形核密度与过冷度的关系,应用KGT模型 鄄鄄 鄄鄄 描述枝晶的生长过程. 根据Fe C 17%Cr平衡相图确定了430不锈钢的凝固路径,在考虑凝固收缩的基础上预测了铸锭的疏 松和缩孔分布. 组织模拟结果与实际铸锭基本一致,二者的温度变化和组织结构特征也基本吻合. 关键词摇 不锈钢;凝固;显微组织;元胞自动机;有限元法;计算机模拟 + 分类号摇 TG142郾1 ;TG142郾71 3D CAFE model for simulating the solidification microstructure of 430 stainless steel 1,2)苣 1,2) 1,2) 1,2) LAN Peng ,SUN Hai鄄bo ,LI Yang ,ZHANGJia鄄quan 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 苣 Corresponding author,E鄄mail:lanpengwudi@126.com ABSTRACT摇 Taking heat transfer,flow of liquids,and solute diffusion into account,a three鄄dimensional cellular automata鄄finite element (3D CAFE) model was built to simulate the solidification microstructure of 430 stainless steel. Based on the model,the change laws of temperature, solidification fraction and grain morphology in the ste