Matlab数值模拟：Q345钢连铸坯微观凝固组织及其影响因素

随着连铸技术的不断进步，研究如何优化连铸坯的质量已经成为业界关注的核心课题。本篇毕业论文主要针对Q345钢连铸坯的凝固微观组织进行深入探讨，利用Matlab这一强大的数值模拟工具进行建模和分析。 首先，作者选取了一家钢厂直径为250mm的连铸圆坯作为研究对象，采用了有限差分法来构建宏观温度场模型，这种方法能精确模拟铸坯在冷却过程中的温度分布。接着，论文引入元胞自动机法来模拟微观凝固组织，这是一种基于离散化空间和规则的数学模型，可以细致地描绘出晶体生长的过程，包括等轴晶和柱状晶的形成。 为了保证模拟的准确性，论文作者参考了大量的文献资料，对物性参数（如导热系数、熔点等）和形核参数进行了修正，以确保这些参数能够准确反映实际钢铁材料的行为。通过Matlab的计算，模型成功生成了清晰的凝固组织结构图，这些结果可以与实际的金相实验数据进行比较。研究结果显示，模拟图像与实验观察有良好的一致性，证明了模型的有效性和可靠性。 论文深入分析了不同因素对等轴晶率的影响。例如，平均形核过冷度的降低会促进等轴晶的形成，晶粒尺寸也随之减小。浇注温度的降低和冷却强度的减弱均有利于增加等轴晶率，而拉速的增加则倾向于减少等轴晶率并增大晶粒尺寸。这意味着，在追求高拉速生产的同时，需要通过电磁搅拌等手段来维持适当的冷却条件，以优化连铸坯的微观组织结构。 总结来说，这篇毕业论文通过Matlab的数值模拟方法，揭示了Q345钢连铸坯凝固过程中的关键变量及其对组织结构的影响，为提升连铸坯质量提供了科学依据。该研究不仅有助于理论研究的深化，也具有重要的实践指导意义，为连铸工艺的改进和技术优化提供了有力支持。