铸造参数对2024铝合金半连铸过程中宏观偏析影响的数值模拟（英文）

罗海军¹，介万奇¹，高志明¹，郑永健²

1. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室2. University of Leoben

摘 要：采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过9个算例计算铸造参数（铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷却强度）对宏观偏析的影响,并讨论了铸造参数对形成宏观偏析传输机制的影响。结果表明,铸造参数直接影响熔池的形状和尺寸进而影响最终偏析形态。其中,铸锭尺寸和铸造速度是最主要的影响因素。更大的铸锭尺寸通常意味着更慢的冷却速度,以及更深和更宽的熔池,从而导致铸锭中心更严重的宏观偏析。增加铸造速度则将显著地增加熔池的深度,因而更大的铸造速度将导致更严重的宏观偏析。而熔池的深度随浇注温度的增加仅轻微增加,故浇注温度对宏观偏析的影响不如前二者敏感。

关键词：铸造参数;半连铸;宏观偏析;数值模拟;2024铝合金;