电子束冷床熔炼钛及钛合金的数值模拟技术

目录1绪论11.1钛及钛合金的应用及生产工艺发展11.1.1钛及钛合金的应用11.1.2常用钛合金的性能及缺陷控制41.1.3钛及钛合金的熔炼工艺发展71.2钛合金的电子束冷床熔铸技术的发展121.2.1电子束冷床熔炼炉的结构121.2.2电子束冷床熔炼炉的熔铸过程及炉型演变171.2.3电子束冷床熔炼炉存在的问题211.3数值模拟解析钛合金熔铸多场交互机制的进展221.3.1数值模拟的原理及其在熔铸领域的发展231.3.2电子束冷床熔炼炉中的传热及流动251.3.3高能束扫描下的熔铸过程261.3.4多场交互下的凝固过程301.3.5钛合金电子束冷床熔炼挥发及组织偏析研究322电子束冷床熔炼多场耦合模型的建立382.1基于ProCAST 的超长超薄TA1及TC4扁锭凝固过程模型382.1.1凝固过程宏观传热模型382.1.2MiLE非稳态算法及几何模型392.1.3凝固组织形成的CA模拟方法422.1.4模型的边界条件512.1.5模型的验证实验552.2基于ProCAST的TC4圆锭TA10扁锭凝固流场应力计算602.2.1ProCAST 流场模型602.2.2应力模型612.2.3模型的边界条件622.3基于ANSYS Fluent的TC4圆扁锭多物理场耦合模型662.3.1电子束冷床熔炼的物质流分析及理论挥发速率662.3.2电子束能量源项682.3.3热流凝固挥发多场耦合理论702.3.4耦合模型的实验验证743熔炼过程的传热数值解析823.1超长超薄TA1及TC4扁锭凝固过程的温度场823.1.1超长超薄TA1钛扁锭的温度场模拟823.1.2实际熔铸超长超薄TA1扁锭表面缺陷分析893.1.3超长超薄TC4钛合金扁锭的温度场模拟923.2TC4圆锭凝固过程的温度场1003.2.1浇注温度对TC4钛合金圆锭熔池形貌的影响1013.2.2拉锭速度对TC4钛合金圆锭熔池形貌的影响1013.3TA10扁锭凝固过程的温度场1033.3.1不同拉锭速度对TA10钛合金扁锭温度场的影响1033.3.2不同浇注温度对TA10钛合金扁锭温度场的影响1063.4电子束扫描对熔池温度场的影响1083.4.1工艺参数对电子束扫描下的TA10圆锭表面温度场的影响1083.4.2电子枪扫描参数对TA10圆锭表面温度场的影响1133.4.3大功率下扫描电子束对熔池表面温度和熔