Incoloy800高溫合金板坯連鑄傳熱凝固和應(yīng)力的模擬研究.pdf

1、Incoloy800高溫合金是一種鐵基合金，具有較高的高溫強(qiáng)度，同時具有良好的抗氧化性能、抗?jié)B碳性能和抗?jié)B硫性能，是一種通用的工程合金。對于高溫合金的連鑄技術(shù)國內(nèi)尚未研制成熟和投入生產(chǎn)，由于國外對我國進(jìn)行了技術(shù)保密，而我國對高溫合金的需求量也在不斷加大，高溫合金的連鑄技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)階段研究高溫合金的重要任務(wù)。由于高溫合金的特殊的力學(xué)性能，在連鑄過程中，容易產(chǎn)生裂紋，本文通過建立高溫合金板坯連鑄模型，根據(jù)高溫合金的材料屬性，模擬了高

2、溫合金連鑄凝固過程的溫度場和應(yīng)力場。
　　本文首先介紹了高溫合金的發(fā)展和應(yīng)用、Incoloy800合金的特性以及高溫合金連鑄技術(shù)的發(fā)展情況，分析了鑄坯裂紋的種類和產(chǎn)生機(jī)理。根據(jù)高溫合金的材料成分以及實驗測得的物性參數(shù)，結(jié)合ProCAST的熱力學(xué)模型，計算、建立了Incoloy800合金高溫?zé)嵛镄院透邷亓W(xué)性能數(shù)據(jù)庫。建立了高溫合金連鑄凝固過程三維傳熱數(shù)學(xué)模型和彈塑性本構(gòu)方程，利用有限元方法對鑄坯進(jìn)行了熱-力耦合求解。基于ProCA

3、ST商業(yè)軟件，利用MiLE法和二次開發(fā)程序進(jìn)行了仿真計算，考察了連鑄過程相關(guān)工藝參數(shù)對溫度和應(yīng)力的影響。
　　研究表明:
　　(1)二冷換熱系數(shù)加大，鑄坯的冷卻強(qiáng)度變大，降溫更快，將導(dǎo)致回溫加大，可能導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。拉速越大，液相穴深度越大，坯殼厚度變薄，容易導(dǎo)致鑄坯拉斷以及裂紋的產(chǎn)生。在對高溫合金連鑄坯傳熱凝固過程的模擬中，有必要考慮氣隙的影響。
　　(2)高溫合金連鑄坯下端容易產(chǎn)生表面橫向裂紋，在角部附近容易產(chǎn)生表