Page 98 - 国外钢铁技术信息参考-2023年1月
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图 16 结合离散要素法和晶格玻尔兹曼法对固液共存体的变形情况进行模 ᇏݓࣁඋ࿐߶
拟的示例（论文中的计算条件取自 93%PK 条件下的结果） ᇏݓࣁඋ࿐߶
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3. 宏观偏析示例
3.1 铸锭的宏观偏析
图 17 所示为典型的铸锭宏观偏析、凝固组织和液相流线示意图。即便是采
用 ESR 工艺（电渣重熔）生产大型铸锭也会出现典型的宏观偏析，这是大型铸锭
的通病。受温度梯度影响从铸型处开始生成的柱状晶以及顶部形核等轴晶或柱状
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晶枝晶在熔断后处于游离状态，并在固液密度差的作用下开始沉降。图 17 右侧
为凝固初期（铸锭中心呈液相的阶段）的流线示意图，左侧为凝固中期（铸锭中
心开始凝固，存在液相流动的阶段）的流线示意图。凝固初期固液共存区溶质浓
度增大，液相密度减小并在浮力作用下向上方移动。因此，中心液相区会出现向
下的沉降流。如第 2.3 节和第 2.4 节所述，液相透过率随固相率的增加而减小数
倍，因此，固相率较高区域的流动明显低于固相率较低区域。凝固中期凝固收缩
的补偿流来自于固液共存区，从冒口到铸件的流动显著增加，本文将对该部分进
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行重点说明。凝固过程中透过率不断降低导致凝固收缩补偿流的驱动力（垂直方
向上的压力梯度）增大。由于固液共存区的压力同时作用于液相和固相，固液共
存体可能随压力梯度的增大而发生形变。下文将根据第 2 章所述内容对铸锭底部
负偏析、A 偏析和 V 偏析予以说明。
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