摘要：连铸坯初始凝固坯壳一次枝晶生长过程中受力冲击是导致其不均匀生长的重要原因.本文采用元胞自动机法模拟连铸低碳钢（Fe-0.6 wt.%C）方坯初始凝固一次枝晶生长演变,并基于材料力学理论简化其为悬臂梁,计算实际浇铸熔体冲击下一次枝晶受力.研究表明,2—10 K 过冷度范围,枝晶尖端溶质浓度随过冷度增加稳步提升,过冷度每升高2 K,尖端最大浓度增加约0.07%.过冷度2—6 K范围,枝晶臂长度随过冷度上升显著增加；6—10 K范围,枝晶臂长度增幅稳定,生长速率约为0.08 mm·s-1.枝晶间熔体流速0.13—0.33 m·s-1时,过冷度增加使枝晶臂根部受力减轻,而恒定过冷度时根部受力则随一次枝晶长大持续增加.过冷度低于6 K或一次枝晶生长1s后,枝晶臂根部弯曲应力均超过临界断裂强度,极易诱发断裂而形成初始缺陷.

关键词：连铸低碳钢 一次枝晶 生长和受力 元胞自动机法 

单位：东北大学冶金学院; 沈阳110819