通过数值模拟和反向优化算法减轻AISI 304不钢中的黑色条纹缺陷
Xuexia Song1, Xiaocan Zhong1, Wanlin Wang1
1School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha 410083, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 30, 2025
概括
调查304不钢的黑色条纹缺陷揭示了连续造期间的渣泥陷. 优化造速度,喷嘴深度和端口角度可以最大限度地减少缺陷,提高表面质量.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 金工程 金工程 金工程
- 工艺工程是过程工程.
背景情况:
- 热钢板中的黑纹缺陷会对表面质量产生负面影响.
- 这些缺陷与304不钢的连续造过程中模具渣陷入的缺陷有关.
研究的目的:
- 为了研究黑色条纹缺陷的形成机制.
- 分析过程参数对缺陷形成的影响.
- 优化连续造参数,以提高表面质量.
主要方法:
- 宏观/微观结构的表征,以确定缺陷的来源.
- 为钢流量和热分析开发3D合有限元模型.
- 数字模拟用于评估造参数和渣捕获速度.
- 基于MATLAB的模具渣特性反向优化.
主要成果:
- 缺陷区域包含来自初始固化阶段的模具渣渣成分.
- 增加的造速度加剧了阴茎动.
- 优化口角度和潜水入口喷嘴 (SEN) 深度降低了表面速度,并提高了渣钢接口温度.
- 确定最佳的模具渣特性:密度 (2800 kg/m3),动力粘度 (4.756 × 10−6 m2/s),界面张力 (0.01 N/m).
结论:
- 在连续造过程中捕获的渣是黑色条纹缺陷的主要原因.
- 优化过程参数 (造速度,SEN深度,端口角度) 对于减轻缺陷至关重要.
- 定义的最佳模具渣特性为增强的工业生产流程提供了基础.
