权利要求
1.控制高温合金偏析的真空电弧重熔3D模型,其特征在于:包括真空电弧重熔高温合金的凝固传热宏观模型、凝固铸锭微观模型和冶炼工艺参数模型; 所述凝固传热宏观模型包括熔炼合金液与凝固铸锭之间的对流传热模型、凝固铸锭内部的传导传热模型、凝固铸锭与结晶器内壁之间的传热模型、结晶器内壁与外壁之间的传导传热模型、结晶器外壁与冷却循环水之间的对流传热模型; 所述凝固铸锭微观模型包括传热模型、传质模型、晶面曲率模型、晶粒形核模型、二次枝晶间距模型、枝晶生长动力学模型。
2.根据权利要求1所述的控制高温合金偏析的真空电弧重熔3D模型,其特征在于:所述凝固传热宏观模型如下式(1-1)所示; (1-1); 式(1-1)中, ρ表示合金的密度,单位为kg•m -3;Cp表示合金的定压比热容,单位为kJ/(kg•K);T表示真空电弧重熔过程中传热环节的传热温度,单位为K;t表示时间,单位为s;λ表示热导率,单位为W/(m•K);Q表示热源项,单位为W•m -3;x、y、z表示传热环节中传热方向的三维坐标。
3.根据权利要求2所述的控制高温合金偏析的真空电弧重熔3D模型,其特征在于:热源项Q表示在模拟铸锭凝固过程中表示凝固潜热放出的热量,假定单位体积、单位时间内固相率为 ,则铸锭凝固过程中释放出的热量 Q为: (1-2); 式(1-2)中, H表示凝固潜热,单位为W•m -3; 表示固相率; 将上述式(1-2)代入式(1-1)可得式(1-3): (1-3)。
4.根据权利要求1所述的控制高温合金偏析的真空电弧重熔3D模型,其特征在于:所述熔炼合金液与凝固铸锭之间的对流传热模型如下式(1-4)所示: (1-4); 式(1-4)中 ,T 1-T 2表示合金液与凝固铸锭的温度梯度,单位为K,其中T 1表示,合金液的温度,单位为K,T 2表示凝固铸锭靠近合金液一侧的温度,单位为K;h 1表示熔炼合金液与凝固铸锭之间的对流换热系数,单位为W•m -2•K -1; 所述凝固铸锭
声明:
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