冷坩埚连续熔铸与定向凝固Ti6Al4V合金的温度场计算

梁富振¹，丁宏升¹，傅恒志¹，毕维生¹，刘林²，郭景杰¹，张子钦¹，陈瑞润¹

(1.哈尔滨工业大学先进材料特种凝固加工研究所,黑龙江,哈尔滨,150001;
2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西,西安,710072)

摘要:为有效利用冷坩埚,更优控制工艺参数,获得冶金质量良好的铸棒,本文对冷坩埚连续熔铸与定向凝固Ti6Al4V温度场进行计算.根据电磁场的感应加热形成上下料棒、电磁压力形成驼峰的情况确定边界条件;采用抛物线逼近确定驼峰形状;对运动单元所处位置的识别实现连铸过程.对功率52 kW、速度为3 mm/min的条件下进行计算.结果表明,料棒在45 s时开始熔化,在70 s时形成驼峰,然后熔体获得一定的过热度,形成凝壳,在115 s熔体达到最高温度;抽拉过程中上送料能完全熔化,温度场基本稳定,凝固界面的形状和位置基本不变,凝固界面的形状为中间平直、两端上翘,传热基本以轴向传热为主.相同条件下进行实验,实验结果与计算结果相符合,从而证明计算程序在计算冷坩埚连续熔铸与定向凝固温度场是有效的.

关键词:冷坩埚; 定向凝固; 温度场; 数值计算;

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