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利用碳钢铸坯组织灰度图获取C含量分布的方法被引量：6: 2019年; 基于热酸洗腐蚀原理与图像光学理论,提出运用金属低倍组织灰度分析技术(灰度分析法)获取中高碳钢铸坯的低倍组织中不同位置不同区域不同尺度的一维、二维C元素含量分布。偏析严重的位置得到的C元素含量高,初始凝固的晶粒中心位置得到的C元素含量低,说明通过灰度分析法计算的C元素含量分布能与低倍组织形貌很好地对应。同时,通过电子探针与灰度分析法的测量结果对比,发现二者C元素含量的变化趋势具有很好的一致性,这验证了灰度分析法的有效性。另外,低倍组织图像整体亮度的改变不会造成由灰度分析法所测量的C元素含量发生明显改变,则表明灰度分析法对测量环境的变化具有一定的抗干扰能力,也间接说明了其可靠性。; 侯自兵郭中傲郭东伟曹江海常毅文光华; 关键词：偏析碳元素碳钢低倍组织灰度

基于大数据挖掘的连铸结晶器传热独立变化规律被引量：1: 2023年; 针对连铸板坯表面纵裂纹,基于连铸生产过程参数,利用大数据挖掘方法,提出了一种获取现场不同参数对结晶器传热单独影响的新方法,即生产参数独立影响(IPI)法。IPI方法包含数据预处理、交叉相关程度计算、主要相关参数检验、数据筛选和独立影响分析等5个环节,以实现从交互相关的连铸参数中找到参数的主要相关参数,从而分析各连铸参数对结晶器传热的独立影响规律。结果表明,除拉速、过热度、板坯宽度、结晶器锥度、结晶器总水流量等常规影响因素外,结晶器振动频率、结晶器液位、水口插入深度、塞棒位置以及不同位置吹Ar流量等均对结晶器热流有不同程度的影响。塞棒吹Ar流量、塞棒位置和水口插入深度均对结晶器传热有正向促进作用,而水口吹Ar流量、结晶器振动频率、结晶器总水流量主要表现为负向抑制作用。另外,对于水口吹Ar流量和结晶器总水流量而言,存在结晶器热流最大的拐点值,分别为3.5 L/min和8250~8750 L/min。; 彭治强柳前郭东伟曾子航曹江海侯自兵; 关键词：连铸纵裂纹低碳钢

高碳钢连铸方坯拉坯方向偏析C元素分布的时间序列波动特征被引量：7: 2018年; 引入时间序列自回归移动平均模型法,从固有周期和阻尼率2个方面对高碳钢连铸方坯拉坯方向上偏析C元素含量分布的波动特征进行定量化分析。结果表明,固有周期和阻尼率可以定量描述C元素时间序列的固有波动特征(周期和极值)。强冷使柱状晶区C元素时间序列的平均固有周期和平均阻尼率均变小,对应波动程度增加,则偏析程度增大;同时使等轴晶区C元素时间序列的平均固有周期和平均阻尼率均变大,对应波动程度降低,则偏析程度降低。柱状晶区的周期和阻尼率分别主要受枝晶间距和温度梯度影响,而等轴晶区的周期和阻尼率分别主要受凝固过程液相流动(V形偏析)和局部冷却速率影响。本工作能为连铸坯拉坯方向元素分布均匀性的精细控制以及类似质量波动问题的定量分析提供新的理论参考。; 侯自兵徐瑞常毅曹江海文光华唐萍; 关键词：偏析高碳钢连铸时间序列

过热度对轴承钢凝固组织整体形貌特征及渗透率的影响被引量：3: 2021年; 引入分形维数和比表面积对GCr15轴承钢连铸方坯的凝固组织整体形貌特征进行定量描述,并基于此计算枝晶通道的渗透率。结果表明,分形维数可描述凝固组织形貌的自相似复杂程度,比表面积可描述凝固组织的粗化程度。与高过热度(35℃)相比,低过热度(20℃)下生产的铸坯其分形维数较小,比表面积较大,且等轴晶区的渗透率较小;即低过热度时富集溶质的液相在枝晶间的流动阻力大,更有利于铸坯宏观偏析缺陷的控制。此外,为有效抑制高过热度时铸坯宏观偏析缺陷的形成,应在尽可能保证等温凝固的条件下通过调节工艺参数增大铸坯等轴晶区的冷却速率。; 曹江海侯自兵侯自兵郭东伟唐萍; 关键词：过热度凝固组织分形维数渗透率轴承钢

基于二次枝晶间距变化特征的连铸方坯CET位置判断新方法被引量：5: 2022年; 从碳钢连铸坯实际凝固组织入手对典型枝晶二次枝晶间距(secondary dendrite arm spacing,SDAS)进行测量分析,并发现了铸坯表面向中心凝固过程中的SDAS突增现象。结合铸坯横断面二维温度场数值模型分析可知,柱状晶向等轴晶转变(columnar to equiaxed transition,CET)的过程会影响铸坯内部的传热过程,这种影响最终以典型枝晶SDAS突增的形式体现出来。基于典型枝晶SDAS突增现象,确立了铸坯内部CET定量判定的新方法,即将典型枝晶SDAS最大增加率的起始位置确定为铸坯内部CET起始位置。计算所得CET位置与铸坯内部温度梯度变化拐点的最大相对误差仅为8.3%,且与生长速率变化区间相对应,同时也与实际凝固组织形貌转变位置吻合,证明了该方法的有效性。; 郭东伟郭坤辉张福利张飞张飞曹江海; 关键词：连铸坯凝固组织枝晶间距

基于分形维数的模具钢电渣重熔铸坯碳偏析形貌特征研究被引量：8: 2017年; 引入分形维数,从面积数目与轮廓形貌2个方面对铸坯内不同位置的偏析特征展开定量化分析。结果表明,铸坯的整体偏析程度主要受大偏析点影响,且大偏析点越大或越多,偏析率越大;铸坯内偏析点形貌具有分形特征,且分形维数可以作为衡量区域内偏析点弥散程度的一个重要指标,即分形维数越大,偏析点分布越为弥散,大偏析点逐渐向小偏析点转变;在柱状晶等轴晶转变区与凝固终点等轴晶区,偏析点的分形维数相对较小。; 侯自兵曹江海常毅王伟陈晗; 关键词：偏析分形维数模具钢电渣重熔

模具钢电渣重熔铸坯凝固组织形貌的分形特征被引量：9: 2019年; 为了更为精细化地表达及控制铸坯质量,以H13模具钢电渣重熔铸坯凝固组织为研究对象,引入分形维数对其主体形貌特征进行定量描述。结果表明,基于数盒子法计算得到的分形维数可定量表征凝固组织形貌的自相似复杂程度,其值从柱状晶向中心等轴晶先减小后增大;凝固组织分形维数可作为衡量铸坯偏析程度(偏析率大小)的指标,且分形维数越大,对应区域偏析率越小,偏析越轻;通过凝固组织分形维数、偏析率和偏析点平均面积与二次枝晶间距关系的研究发现,使用二次枝晶间距表征铸坯凝固组织形貌差异并由此反映偏析程度的方法存在局限性。; 曹江海侯自兵郭东伟常毅文光华唐萍; 关键词：凝固组织分形维数模具钢

基于高通量试验原理82B连铸坯组织形貌特征被引量：7: 2021年; 凝固组织形貌对铸坯宏观偏析的形成有非常重要的影响,并在一定程度上决定了铸坯后续的加工使用性能。基于高通量试验原理,引入分形维数和无量纲周长对82B帘线钢连铸坯凝固组织形貌特征展开分析。结果表明,对于连铸坯两侧中间区,窄宽度长区域取样方法得到的凝固组织面积率可近似等效为固相率;同时凝固组织整体形貌的分形维数随着固相率的增加而增加,但其无量纲周长呈现相反的趋势,故两者对凝固组织渗透率大小存在相反的影响作用;计算表明,实际铸坯组织的渗透率最小值对应的固相率为0.667。提出了一种基于实际铸坯分析凝固组织形貌特征变化规律的新方法,同时能为连铸末端电磁搅拌与轻压下等偏析控制技术的最佳作用固相率提供参考。; 彭治强曹江海侯自兵; 关键词：凝固组织高通量偏析高碳钢连铸

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曹江海

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