电渣重熔钢锭组织结构的元胞自动机法模拟

摘要

电渣重熔(ESR)是一种制备模具钢、工具钢等高性能结构钢的工艺方法,其独特的凝固方式决定电渣重熔钢锭具有突出的力学性能。本文应用元胞自动机法发展电渣重熔钢锭组织结构的计算模型,建立基于高斯分布的连续形核模型和生长模型;在节点上采用采用元胞自动机法(CA)对钢液凝固进行形核和生长计算。结果表明:电渣重熔钢锭凝固组织结构主要由柱状品构成,在底部有一个垂直的柱状晶带,两边有一个延伸的倒V形柱状品带。本文还考查了电极熔速、渣池温度等工艺参数对温度场的影响,以及平均形核过冷度和最大晶粒密度对微观组织的影响。模拟结果与低倍检测实验结果吻合较好。故可以据模拟结果调整制备工艺条件,获得具有理想凝固态组织的钢锭。