项目名称：新型能源装备中大型锻件均质化热制造的科学基础首席科学家：李建国上海交通大学起止年限：2011.11-2016.8依托部门：上海市科委一、关键科学问题及研究内容主要研究内容1.针对科学问题一“大型铸锭多包调控浇注原理与多尺度组织形成规律”，开展以下研究：1)多包合浇大型铸锭过程中高温熔体的多域流动行为及其表征：研究中间包铸锭和两相区内高温熔体的流动行为，流速和流向的时间、空间特征和宏、微观关系及其与宏观物理量的相关性；2)多相熔体多域流动的质、能传递及其调控方法：研究多域流动对溶质场、温度场和异质相传递的影响，质、能传递－流动行为－宏观物理量间的相关性，多包成分和浇速协调的协调关系；3)铸锭晶粒组织的时间、空间特征和宏、微观关系：研究铸锭晶粒尺寸、形态的空间分布特征，区域晶粒组织的形成和区域间的制约关系，微区生长条件对晶粒宏观形貌的影响；4)脉冲外场作用下大型铸锭晶粒的等轴化条件和机理：研究脉冲电流作用下表面和型壁初生晶粒的运动方向和速度，初生晶粒对抑制柱状晶生长的作用和条件以及脉冲电流的作用方式；5)大型铸锭的异质强化形核机制：研究合金中的微量元素对异质相形态和尺度的影响，异质相种类、形貌和尺度及其强化异质形核的过冷度特征，促进异质相行核的工艺条件。2.针对科学问题二“大型钢锭热锻成形的缺陷与组织演化理论”，开展以下研究：1)大型锻件开坯过程内部空洞型缺陷的演变规律与消除：研究大型铸锭内部缺陷的分布规律和形貌特征，考虑变形主方向发生变化的镦粗和拔长过程，建立缩孔缩松型缺陷体积随宏观力学量场变化的代表体元模型和压实判据。研究夹层异金属、二次相等内生夹杂物在不同锻造工艺条件下的变化过程、不同缺陷处局部应力分布规律和缺陷形貌的变化规律，揭示导致宏观缺陷产生的因素和条件；2)大型锻件热成形微观组织的演变规律、数学建模与均质化控制：研究大型锻件典型用钢在加热和变形过程中的微观组织演变规律和唯象数学模型。针对多次压下的自由锻过程，研究以位错密度与变形和再结晶关系为线索的“变形—回复—动态再结晶—亚动态再结晶和静态再结晶”微观组织演变的元胞自动机模拟方法，结合物理实验，揭示大型锻件所特有的粗大晶粒组织与粗大晶界的产生条件与变化规律，掌握温度与变形量对组织均匀性和力学性能的影响规律及作用效果，提出避免和消除“混晶”及织构大晶粒的技术手段；3)大型锻件成形过程热开裂机理与预测：研究夹杂与基体的性能差异导...
