一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法、系统及设备，涉及高氮不锈钢铸造技术领域，该方法包括确定基准影响工艺参数组；利用基准影响工艺参数组对目标高氮不锈钢进行模铸实验，得到基准疏松高度占比；构建二维实体模型；根据二维实体模型和基准影响工艺参数组建立模铸过程中气泡运动模型；获取基准气泡逸出时间；根据非影响工艺参数、模铸设备参数以及基准疏松高度占比构建疏松高度占比模型；根据非影响工艺参数、模铸设备参数以及基准气泡逸出时间构建气泡逸出时间模型；利用疏松高度占比模型和气泡逸出时间模型确定最佳工艺参数。本发明专利技术能够快速确定目标高氮不锈钢钢种的最佳铸造工艺参数，以此获得高质量的高氮不锈钢铸锭。锭。锭。

【技术实现步骤摘要】
一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及高氮不锈钢铸造
，特别是涉及一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]氮加入不锈钢中能够部分或者全部取代昂贵的镍元素，从而增加不锈钢的高低温冲击韧性，强化耐腐蚀性和增加不锈钢的强度。因此，高氮不锈钢在石油、化工、航空航天、能源和军事等重点领域有着非常广阔的应用前景。但是对于高氮不锈钢而言，由于氮元素在固液两相溶解度分布不均匀，会析出形成氮气泡，在凝固过程中氮气泡会被枝晶捕获形成氮气孔缺陷。同时在凝固过程中，最后凝固的区域几乎同时凝固，得不到周围钢液的补缩进而形成疏松缺陷。气孔和疏松作为铸锭中主要的凝固缺陷，很难通过后续的热机械处理工艺消除，进而导致最终铸锭的力学性能受到严重影响，更甚者导致铸锭材料直接报废。
[0003]目前，现有技术为了避免高氮不锈钢中气孔和疏松缺陷的生成，高氮不锈钢的冶炼过程通常在加压氛围中进行，但是加压冶金对设备要求较高，且冶炼环境恶劣，危险程度较高。
[0004]针对上述存在问题，可以通过确定一组最佳的工艺参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法，其特征在于，包括：将高氮不锈钢模铸的工艺参数划分为影响工艺参数和非影响工艺参数；并根据影响工艺参数确定基准影响工艺参数组；利用基准影响工艺参数组对目标高氮不锈钢进行模铸实验，得到基准疏松高度占比；构建高氮不锈钢冶炼设备对应使用铸模的二维实体模型；根据二维实体模型和基准影响工艺参数组建立模铸过程中气泡运动模型；并获取基准气泡逸出时间；根据非影响工艺参数、影响工艺参数、模铸设备参数以及基准疏松高度占比构建疏松高度占比模型；根据非影响工艺参数、影响工艺参数、模铸设备参数以及基准气泡逸出时间构建气泡逸出时间模型；利用疏松高度占比模型和气泡逸出时间模型确定最佳工艺参数；并利用最佳工艺参数对目标高氮不锈钢进行模铸实验。2.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法，其特征在于，所述构建高氮不锈钢冶炼设备对应使用铸模的二维实体模型，具体包括：利用基准影响工艺参数组，利用ICEM软件构建高氮不锈钢冶炼设备对应使用铸模的二维实体模型。3.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法，其特征在于，所述根据非影响工艺参数、影响工艺参数、模铸设备参数以及基准疏松高度占比构建疏松高度占比模型，具体包括：利用公式构建初始的疏松高度占比模型；根据二维实体模型利用Ansys FLUENT 18.0软件建立模铸过程中疏松形成模型；根据基准疏松高度占比，利用模铸过程中疏松形成模型确定每个影响工艺参数影响下疏松高度占比的相关系数；根据每个影响工艺参数影响下疏松高度占比的相关系数以及初始的疏松高度占比模型确定疏松高度占比模型；其中，H为疏松高度占比，h表示基准疏松高度占比，λ1表示第1种影响工艺参数影响下疏松高度占比的相关系数，λ
i
表示第i种影响工艺参数影响下疏松高度占比的相关系数；i=1,..,I，I表示影响工艺参数的总数量。4.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢铸锭的模铸方法，其特征在于，所述根据非影响工艺参数、影响工艺参数、模铸设备参数以及基准气泡逸出时间构建气泡逸出时间模型，具体包括：利用公式构建初始的气泡逸出时间模型；根据二维实体模型，利用Ansys FLUENT 18.0软件建立模铸过程中气泡运动模型；根据基准气泡逸出时间，利用模铸过程中气泡运动模型确定每个影响工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李花兵，朱红春，王宇，姜周华，倪卓文，冯浩，张树才，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：