连续铸钢凝固传热过程数学模型及仿真算法研究

连续铸钢计算机控制系统的建立,是连铸生产自动化的保证。为了进一步提高和完善该系统的控制功能,运用计算机辅助手段对连续铸钢凝固传热过程的数学模型(尤其是二冷水控制模型)进行仿真分析与研究,具有特别重要的意义。 本文主要介绍了连续铸钢凝固传热过程数学模型的建立、仿真算法的数学抉择、连续铸钢凝固传热过程计算机仿真软件包的主要内容及该软件包应用于实际的结果分析等。     

铸件凝固过程数值模拟后处理的研究

针对采用有限差分法实施凝固过程数值模拟时数据结构的特点，提出了采用背面消除和画家方法进行消隐以生成三维图形的方法．为了提高绘图的速度，提出了替代视向变换矩阵运算的一种简便算法．根据由数值计算得到的铸件凝固时间，提出了在二维剖面上显示凝固动态过程的方法．经过实践证明，提出的方法可以快速地完成上千万网格单元数据的后处理．     

平衡补缩法对铸件结晶性能的影响

概述了平衡补缩铸造方法，并根据金属在压力下的结晶理论，分析了强制补缩铸造条件下，铸件不同凝固阶段的温度场特征，外加压力强制补缩可以大大增加晶核数目，因而可获得细晶粒组织的铸件。     

激光快速凝固下Cu—Mn合金的组织形成规律：带状结构与高速绝对稳定性

采用激光快速凝固在Ｃｕ－Ｍｎ二元合金中清楚地观察了带状结构组织，通过对该组织结构特征及其转变条件的深入研究阐明了带状结构的形成机制。在扫描速度Ｖ＝０．５ｍ／ｓ的条件下，实现了高速绝对稳定平界面生长，将实验确实的临界条件与Ｍ－Ｓ稳定性理论的预言值进行了对比研究，发现两者符合得很好。     

喷射成形高合金Vanadis4钢微观组织及形成特点

采用喷射成形技术制备了高合金Vanadis4(V4)钢,应用金相、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、透射电镜(TEM)等实验手段分析了该钢及其雾化粉末的微观组织.结果表明:喷射成形V4钢主要由马氏体、残余奥氏体及MC、M7C3组成;其晶粒大小与碳化物的形貌、大小及分布较传统工艺组织而言都得到了明显改善;高冷速条件下得到的雾化粉末尺寸大部分在80～100 μm,其典型微观组织主要有枝晶、碎断的枝晶、枝晶及细小等轴晶的混合、等轴晶4种.喷射成形所具有的快速凝固特征是V4钢组织细化的主要原因,而在较高温度形成的大量VC对晶界的钉扎则是V4钢能得到细小晶粒的重要原因.     

HT30-54灰铸铁激光表面淬火研究

本文研究了不同涂层条件下,对HT30-54灰铸铁进行激光处理的工艺参数与硬化层深度的关系,以及工艺参数与显微组织和硬度的关系。结果表明,选用扫描速度7～28mm/s,输出功率450～840W时,硬化层的显微组织是针状马氏体加片状石墨,表面硬度值是HV_(0.05)800。     

金属粉未爆炸烧结的机理

本文采用环状飞片柱面收缩爆炸方法,研究了GF_3高速钢粉末在冲击波作用下,瞬时(几微秒)产生高温高压,使颗粒表面熔化,在随后激冷凝固过程中形成微晶组织,使粉末颗粒相互粘结在一起,达到烧结的目的。     

雾化喷射沉积成形中沉积体内的凝固过程（Ⅱ）——Al—Cu合金的计算

根据已知的喷射沉积成形沉积体内的凝固模型，地典型的Ａｌ－Ｃｕ合金进行了计算分析，结果表明，工艺参数和材料的热物性对沉积体内的凝固过程有明显影响，在沉积质力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下，沉积表面的温度随工艺参数和热物性发生显著变化。     

喷射沉积过程的计算模型

模拟喷射沉积过程中的雾化过程，描述了熵滴在飞行中的学过程及凝固的热力学过程；建立了熔滴速度、温度、固相分数等与熔体过热度、气流速度之间的计算模型，通过对８１０℃的液态金的数值计算，讨论了部分独立参数对该过程的影响。