Page 101 - 国外钢铁技术信息参考-2023年1月

测通道状偏析。混合连续体凝固模型的优点是计算成本相对较低，缺点是仅适用ᇏݓࣁඋ࿐߶

入模型进行仿真。 ᇏݓࣁඋ࿐߶

可以根据凝固现象的处理方法对凝固/偏析模型进行分类。混合连续体凝固

模型†（Mixture continuum solidification model）是所有凝固/偏析模型的基
ᇏݓࣁඋ࿐߶
础，其中将完全液相区和固液共存区视为一个连续体，是一种将包含潜热在内的

能量守恒温度分析和以液相透过率为固相率函数的流动分析相结合的模型。20

世纪 70 年代开始出现固液共存区流动计算、通道状偏析预测、多元系等研究。

此外，还提出根据模拟结果中的常规局部瑞利数（Local Rayleigh Number）预

于连续体的处理却无法直接处理等轴晶沉降等问题。为了弥补这一缺点，出现了 ᇏݓࣁඋ࿐߶

将凝固组织的影响纳入其中的凝固/偏析模型。
ᇏݓࣁඋ࿐߶
由于等轴晶的沉降会影响组织形成并产生负偏析，因此，开发了能够明确等

轴晶沉降问题的两相模型‡（例如，参考文献[86-91]）。游离等轴晶移动方面，

重点研究了等轴晶移动过程中的浮力和粘性阻力等问题（例如，液相中的等轴晶）。

图 18 所示为通过两项模型二维计算对 231t 铸锭进行偏析预测的情况，其中，通

过等轴晶计算了铸锭底部的负偏析。此外，因为 40mm×40mm 网格尺寸条件下无

法再现由于低温侧向高温侧流动的不稳定性所形成的优先流动路径和固液共存
ᇏݓࣁඋ࿐߶
体变形情况，所以计算结果中未出现 A 偏析和 V 偏析。另外，在提出等轴晶和液

相的两相模型前虽未明确提出将柱状晶作为一相（介质），但已经使用了两相模

型。 ᇏݓࣁඋ࿐߶

ᇏݓࣁඋ࿐߶

图 18 利用两相模型（Two-Phase model）预测 231t 铸锭偏析情况的示例
ᇏݓࣁඋ࿐߶

98