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连续铸钢是当前钢铁量产的主要技术之一。连铸坯质量的高低直接关系到钢产品质量的优劣。连铸坯裂纹与其他缺陷的产生很多都与铸坯材料在高温条件下的蠕变性能有关。因此对铸坯的高温情况下的蠕变机理的研究对提高连铸坯的质量有着显著的意义。本文以Q460E钢的铸坯为研究对象,进行如下四个方面的研究: 使用Gleeble3800热力模拟试验机进行高温蠕变拉伸试验,分析蠕变特性并确定本构方程。将Gleeble3800采集的数据,经过Origin软件的数据处理,绘制了铸坯试样在高温区间的应力——时间曲线并分析了应力和温度等因素对蠕变性能的影响。在考虑Q460E钢铸坯的高温组织情况后采用合适的蠕变理论,确定该钢种的蠕变模型,利用实验数据对试样的应变时间曲线进行线性拟合来确定方程的参数,得到了Q460E高温蠕变情况的本构方程。利用本构方程对应变-时间曲线进行预测,发现实验测量值与计算得到的应变-时间曲线是基本吻合的,因此可以初步认定该本构模型对于描述高温下Q460E钢的蠕变行为的描述是有效的。 对试样的微观组织进行观测。通过金相观测实验研究了组织的形貌以及温度及载荷对其的影响,通过透射电镜(TEM)研究了试样组织内部的位错及滑移的比例,分析了蠕变过程组织的变化。 进行连铸过程中铸坯的温度场模拟。首先建立温度场模型,根据研究得到的本构方程,利用forturn软件进行Q460E钢组织的用户子程序二次开发并将结果导入到MSC.Marc中,进行温度场的模拟,模拟的结果说明了铸坯在冷却过程中的温度场的变化情况以及坯壳厚度的变化规律。 利用温度场模拟的结果建立坯壳有限元模型,进行鼓肚变形的模拟。通过分析模拟的结果,总结了连铸坯鼓肚变形、鼓肚变形量以及鼓肚应变的变化规律。将模拟结果与不施加蠕变变形的结果相对比,得到了蠕变变形对鼓肚变形的影响。对鼓肚变形的研究既可以帮助得到有益于实际生产的工艺方案,又与宝钢设计人员的最大应变数值相对比,交叉验证了蠕变机理及本构方程的准确性。