金属学报  2011, Vol. 47 Issue (11): 1388-1395    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00299

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ASTM A216 WCA铸钢凝固及冷却过程相变的CA模拟

苏斌1), 韩志强1), 赵永让2), 沈丙振2), 张连振2), 柳百成1)

1) 清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室, 北京 100084 2) 中信重工机械股份有限公司, 洛阳 471039

CA MODELING OF PHASE TRANSFORMATION IN ASTM A216 WCA CAST STEEL DURING SOLIDIFICATION AND COOLING PROCESS

SU Bin1), HAN Zhiqiang1), ZHAO Yongrang2), SHEN Bingzhen2), ZHANG Lianzhen2), LIU Baicheng1)

1) Key Laboratory for Advanced Materials Processing Technology, Ministry of Education, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084 2) CITIC Heavy Industries Co., Ltd., Luoyang 471039

苏斌 韩志强 赵永让 沈丙振 张连振 柳百成. ASTM A216 WCA铸钢凝固及冷却过程相变的CA模拟[J]. 金属学报, 2011, 47(11): 1388-1395.
, , , , , . CA MODELING OF PHASE TRANSFORMATION IN ASTM A216 WCA CAST STEEL DURING SOLIDIFICATION AND COOLING PROCESS[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(11): 1388-1395.

摘要 相关文章 Metrics 全文: PDF(3019 KB)   摘要: 结合Thermo-Calc和Dictra软件考虑了多组元条件下的凝固和溶质扩散过程, 建立了元胞自动机(CA)模型, 对ASTM A216 WCA铸钢凝固及后续冷却过程的相变进行了模拟. 设计了阶梯形试件进行浇注与测温实验, 并用 OM和SEM观察了铸态试件不同部位的微观组织, 测定了先共析α铁素体的含量及其晶粒尺寸、珠光体的层片间距, 并将数值模拟结果和实验结果进行了对比,分析了冷却条件对铸态微观组织的影响. 结果表明, 模拟结果与实验结果符合良好, 随冷却速率的增大, 先共析α铁素体的含量增加, 同时, 先共析α铁素体的平均晶粒尺寸和珠光体的平均层片间距减小. 关键词 ： 元胞自动机,  凝固组织,  数值模拟,  ASTM A216 WCA铸钢     Abstract：A cellular automaton (CA) model has been developed to simulate the microstructure evolution of ASTM A216 WCA cast steel during solidification and consequent cooling process. In the model, the thermodynamics and solute diffusion of the multicomponent system were taken into account by using Thermo-Calc and Dictra software. The peritectic solidification, α-ferrite/austenite transition and eutectoid transformation as well as the final microstructure can be predicted. To validate the model, a sand mold step-shaped casting was produced and metallographic examination was carried out, in which the content and the grain size of proeutectoid ferrite were measured by using OM, and the mean interlamellar spacing of pearlite was measured by using SEM. It was shown that the simulated results are in good agreement with the experimental results. As the cooling rate increases, proeutectoid α-ferrite content increased, while the mean grain size of proeutectoid α-ferrite and the average lamellar spacing of pearlite decreased. 收稿日期: 2011-05-12      基金资助: 国家科技重大专项资助项目2011ZX04014-052 作者简介: 苏斌, 男, 1985年生, 博士生 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 苏斌 韩志强 柳百成 沈丙振 赵永让 张连振 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2011.00299      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I11/1388 [1] 马德新, 赵运兴, 徐维台, 王富. 重力对高温合金定向凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1279-1290. [2] 毕中南, 秦海龙, 刘沛, 史松宜, 谢锦丽, 张继. 高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1144-1158. [3] 王重阳, 韩世伟, 谢峰, 胡龙, 邓德安. 固态相变和软化效应对超高强钢焊接残余应力的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1613-1623. [4] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643. [5] 周小宾, 赵占山, 汪万行, 徐建国, 岳强. 渣-金界面气泡夹带行为数值物理模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1523-1532. [6] 夏大海, 邓成满, 陈子光, 李天书, 胡文彬. 金属材料局部腐蚀损伤过程的近场动力学模拟：进展与挑战[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1093-1107. [7] 郭东伟, 郭坤辉, 张福利, 张飞, 曹江海, 侯自兵. 基于二次枝晶间距变化特征的连铸方坯CET位置判断新方法[J]. 金属学报, 2022, 58(6): 827-836. [8] 吴国华, 童鑫, 蒋锐, 丁文江. 铸造Mg-RE合金晶粒细化行为研究现状与展望[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 385-399. [9] 胡龙, 王义峰, 李索, 张超华, 邓德安. 基于SH-CCT图的Q345钢焊接接头组织与硬度预测方法研究[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 1073-1086. [10] 曹江海, 侯自兵, 郭中傲, 郭东伟, 唐萍. 过热度对轴承钢凝固组织整体形貌特征及渗透率的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 586-594. [11] 李子晗, 忻建文, 肖笑, 王欢, 华学明, 吴东升. 热导型等离子弧焊电弧物理特性和熔池动态行为[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 693-702. [12] 杨勇, 赫全锋. 高熵合金中的晶格畸变[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 385-392. [13] 张壮, 李海洋, 周蕾, 刘华松, 唐海燕, 张家泉. 齿轮钢铸态点状偏析及其在热轧棒材中的演变[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1281-1290. [14] 郑秋菊, 叶中飞, 江鸿翔, 卢明, 张丽丽, 赵九洲. 微合金化元素La对亚共晶Al-Si合金凝固组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(1): 103-110. [15] 王富强, 刘伟, 王兆文. 铝电解槽中局部阴极电流增大对电解质-铝液两相流场的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(7): 1047-1056. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed