在(zai)鑄(zhu)錠(ding)凝固過程中，增加壓力能(neng)夠(gou)改善鑄(zhu)型(xing)(xing)和鑄(zhu)錠(ding)的(de)接觸環境(jing)，為了深入研究壓力強化鑄(zhu)錠(ding)和鑄(zhu)型(xing)(xing)間換(huan)熱(re)的(de)效(xiao)果(guo)，在(zai)能(neng)量(liang)守恒的(de)基礎上，運(yun)用導熱(re)微分方程，建立換(huan)熱(re)系(xi)數(shu)的(de)反(fan)(fan)算模型(xing)(xing)，量(liang)化壓力對換(huan)熱(re)系(xi)數(shu)的(de)影響規律。該(gai)模型(xing)(xing)包含傳(chuan)熱(re)正問題模型(xing)(xing)和傳(chuan)熱(re)反(fan)(fan)問題模型(xing)(xing)。

1.傳熱正問(wen)題模型

  凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)過(guo)程中的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)(liang)傳(chuan)(chuan)輸是凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)驅動(dong)力，直接關系著金(jin)屬(shu)液(ye)相凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)整個進(jin)程。凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)過(guo)程中，熱(re)(re)量(liang)(liang)通過(guo)金(jin)屬(shu)液(ye)相、已凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)固(gu)(gu)(gu)相、鑄(zhu)錠(ding)－鑄(zhu)型界面（氣隙等）和(he)(he)鑄(zhu)型的(de)(de)(de)熱(re)(re)阻向環境傳(chuan)(chuan)輸。因(yin)存在凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)潛熱(re)(re)的(de)(de)(de)釋放(fang)，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)是一個有熱(re)(re)源的(de)(de)(de)非穩態傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)過(guo)程，基于(yu)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)過(guo)程熱(re)(re)傳(chuan)(chuan)導的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)守(shou)恒原理，柱坐標下鑄(zhu)錠(ding)和(he)(he)鑄(zhu)型的(de)(de)(de)導熱(re)(re)分(fen)方(fang)程可表示(shi)為(wei):

  鋼液(ye)釋放凝(ning)固潛熱(re)(re)，進而在(zai)(zai)體積單元內(nei)(nei)產(chan)生內(nei)(nei)熱(re)(re)源(yuan)q;在(zai)(zai)運用數(shu)值離(li)散的(de)方(fang)(fang)法(fa)求解導熱(re)(re)微(wei)分(fen)(fen)方(fang)(fang)程時，凝(ning)固潛熱(re)(re)的(de)處(chu)理(li)方(fang)(fang)法(fa)通(tong)常有(you)四種，分(fen)(fen)別為等效比(bi)(bi)熱(re)(re)法(fa)、熱(re)(re)焓法(fa)、溫(wen)度(du)回升(sheng)法(fa)以(yi)及源(yuan)項處(chu)理(li)法(fa)。孫(sun)天亮對(dui)四種凝(ning)固潛熱(re)(re)的(de)處(chu)理(li)法(fa)進行比(bi)(bi)較發現，源(yuan)項處(chu)理(li)法(fa)最(zui)為精(jing)確，其次(ci)是(shi)等效比(bi)(bi)熱(re)(re)法(fa)，誤(wu)差較大的(de)是(shi)溫(wen)度(du)回升(sheng)法(fa)和熱(re)(re)焓法(fa)；在(zai)(zai)一(yi)般情況下，為了簡化(hua)計算和降低編程難(nan)度(du)，可采用等效比(bi)(bi)熱(re)(re)法(fa)處(chu)理(li)凝(ning)固潛熱(re)(re)。因(yin)此，在(zai)(zai)非(fei)穩態條件下，內(nei)(nei)熱(re)(re)源(yuan)與凝(ning)固潛熱(re)(re)的(de)關系可表(biao)示為:

  此外，由(you)于(yu)鑄錠的(de)凝固收縮和(he)鑄型(xing)(xing)的(de)受熱(re)(re)膨脹，鑄錠和(he)鑄型(xing)(xing)接觸隨(sui)之發生(sheng)變(bian)化(hua)，當鑄錠和(he)鑄型(xing)(xing)間(jian)氣(qi)(qi)隙(xi)形成以(yi)后，鑄錠向鑄型(xing)(xing)的(de)傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)方式不只是簡單的(de)傳(chuan)(chuan)導傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)，同時存在小區域的(de)對流和(he)輻射(she)(she)傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)，進而加(jia)大了(le)計算的(de)復雜(za)(za)性(xing)，為了(le)降低計算的(de)復雜(za)(za)性(xing)和(he)難度(du)，采用等(deng)效界面換熱(re)(re)系數hi來替代氣(qi)(qi)隙(xi)形成后鑄錠和(he)鑄型(xing)(xing)間(jian)復雜(za)(za)的(de)傳(chuan)(chuan)導、對流和(he)輻射(she)(she)傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)過(guo)程，在不考慮間(jian)隙(xi)比熱(re)(re)容的(de)情況下，等(deng)效界面換熱(re)(re)系數h;計算方法如下：

2. 傳(chuan)熱反問題模型

  與正(zheng)問(wen)題相對應(ying)的反(fan)問(wen)題，即(ji)在(zai)(zai)求解傳熱問(wen)題時(shi)，以溫度場為(wei)已(yi)知量，對邊界(jie)(jie)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)或初(chu)始(shi)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)進行計算的過程。傳熱反(fan)問(wen)題的研究從20世紀60年代以來得到了空(kong)前(qian)的進步與應(ying)用。在(zai)(zai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造過程中，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間邊界(jie)(jie)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)的反(fan)問(wen)題也一直備受(shou)關注。通傳熱正(zheng)問(wen)題模(mo)型可(ke)知，在(zai)(zai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型物(wu)性(xing)參數、初(chu)始(shi)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)以及(ji)除鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間邊界(jie)(jie)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)以外(wai)，其他邊界(jie)(jie)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)可(ke)知的情況下。溫度場可(ke)表示成(cheng)隨鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間界(jie)(jie)面換熱系(xi)數變化(hua)的函數，即(ji)

  利用(yong)(yong)傳(chuan)熱(re)反問(wen)題模型，運用(yong)(yong)數(shu)(shu)(shu)值離散的(de)(de)(de)(de)方法(fa)求解界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)，相當于(yu)依照一定(ding)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)或者規(gui)律(lv)選定(ding)界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)，并以(yi)此(ci)作為(wei)已知邊界(jie)條(tiao)件，利用(yong)(yong)傳(chuan)熱(re)正問(wen)題計(ji)算(suan)(suan)出(chu)相應的(de)(de)(de)(de)溫度(du)場(chang)，如果溫度(du)場(chang)的(de)(de)(de)(de)計(ji)算(suan)(suan)值與測(ce)量值之間的(de)(de)(de)(de)偏(pian)差最(zui)(zui)小，那么(me)選定(ding)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)最(zui)(zui)接近真實值。為(wei)了度(du)量溫度(du)場(chang)計(ji)算(suan)(suan)值與測(ce)量值之間的(de)(de)(de)(de)偏(pian)差，利用(yong)(yong)最(zui)(zui)小二乘法(fa)構建以(yi)下函數(shu)(shu)(shu)關系(xi)

  因此(ci)，在給(gei)定界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)(re)(re)系數(shu)初始值的情況下，利用(yong)(yong)式（2-151)可(ke)對(dui)(dui)界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)(re)(re)系數(shu)h進行迭代(dai)求解，每次(ci)迭代(dai)均利用(yong)(yong)傳熱(re)(re)(re)正問題模(mo)型(xing)對(dui)(dui)熱(re)(re)(re)電偶測(ce)量點的溫(wen)度T(h)進行計算；當迭代(dai)結果滿足(zu)精度要求時(shi)，即(ji)可(ke)獲得(de)接近界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)(re)(re)系數(shu)真實(shi)值的h.對(dui)(dui)于一維導熱(re)(re)(re)過程(cheng)，界(jie)面(mian)換(huan)熱(re)(re)(re)系數(shu)反(fan)算模(mo)型(xing)求解過程(cheng)中(zhong)可(ke)用(yong)(yong)如圖2-77所示的幾何模(mo)型(xing)，除了鑄錠和鑄型(xing)間邊(bian)界(jie)條件(jian)以外，模(mo)型(xing)中(zhong)還(huan)包含兩個邊(bian)界(jie)條件(jian)，分(fen)別為鑄錠心部(bu)邊(bian)界(jie)條件(jian)（B1)和外表面(mian)邊(bian)界(jie)條件(jian)（B2).

3. 正/反(fan)傳熱問題的(de)數值求解方法

  數(shu)(shu)值(zhi)離(li)散(san)方(fang)法(fa)(fa)(fa)主(zhu)要(yao)包含有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)、有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)體(ti)積(ji)及有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)差(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)法(fa)(fa)(fa)。有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)法(fa)(fa)(fa)的(de)基(ji)礎(chu)是(shi)變(bian)(bian)(bian)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)原理和(he)加權余(yu)量法(fa)(fa)(fa)，其(qi)基(ji)本求解(jie)(jie)(jie)(jie)思想是(shi)把計算域(yu)劃分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)個(ge)互不重(zhong)疊的(de)單元(yuan)，在每個(ge)單元(yuan)內，選(xuan)擇一(yi)些合適的(de)節(jie)(jie)點(dian)(dian)作為(wei)求解(jie)(jie)(jie)(jie)函數(shu)(shu)的(de)插(cha)值(zhi)點(dian)(dian)，將(jiang)(jiang)微(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)中的(de)變(bian)(bian)(bian)量改寫(xie)成(cheng)由各變(bian)(bian)(bian)量或其(qi)導(dao)數(shu)(shu)的(de)節(jie)(jie)點(dian)(dian)值(zhi)與所選(xuan)用(yong)的(de)插(cha)值(zhi)函數(shu)(shu)組(zu)成(cheng)的(de)線性表(biao)達式(shi)(shi)，借(jie)助變(bian)(bian)(bian)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)原理或加權余(yu)量法(fa)(fa)(fa)，將(jiang)(jiang)微(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)離(li)散(san)求解(jie)(jie)(jie)(jie)。有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)體(ti)積(ji)法(fa)(fa)(fa)的(de)基(ji)本思路(lu)是(shi)將(jiang)(jiang)計算區(qu)域(yu)劃分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)一(yi)系(xi)列不重(zhong)復的(de)控制(zhi)體(ti)積(ji)，并使每個(ge)網(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)點(dian)(dian)周(zhou)圍有(you)(you)一(yi)個(ge)控制(zhi)體(ti)積(ji)；將(jiang)(jiang)待(dai)解(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)微(wei)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)對每一(yi)個(ge)控制(zhi)體(ti)積(ji)積(ji)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)，便得(de)出一(yi)組(zu)離(li)散(san)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)。其(qi)中的(de)未知數(shu)(shu)是(shi)網(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)點(dian)(dian)上因變(bian)(bian)(bian)量的(de)數(shu)(shu)值(zhi)。有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)差(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)法(fa)(fa)(fa)是(shi)將(jiang)(jiang)求解(jie)(jie)(jie)(jie)域(yu)劃分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)差(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)網(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)，用(yong)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)個(ge)網(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)節(jie)(jie)點(dian)(dian)代替(ti)連續的(de)求解(jie)(jie)(jie)(jie)域(yu)，以泰勒級數(shu)(shu)展開等方(fang)法(fa)(fa)(fa)，把控制(zhi)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)中的(de)導(dao)數(shu)(shu)用(yong)網(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)節(jie)(jie)點(dian)(dian)上函數(shu)(shu)值(zhi)的(de)差(cha)(cha)商代替(ti)進行離(li)散(san)，從(cong)(cong)而建立以網(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)節(jie)(jie)點(dian)(dian)上的(de)值(zhi)為(wei)未知數(shu)(shu)的(de)代數(shu)(shu)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)組(zu)。對于有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)差(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)，從(cong)(cong)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)的(de)精度來劃分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)，有(you)(you)一(yi)階(jie)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)、二階(jie)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)和(he)高階(jie)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)。從(cong)(cong)差(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)空間形式(shi)(shi)來考慮(lv)(lv)，可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)中心格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)和(he)逆風格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)。考慮(lv)(lv)時間因子(zi)的(de)影響，差(cha)(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)還可(ke)(ke)以分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)顯(xian)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)、隱(yin)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)、顯(xian)隱(yin)交(jiao)替(ti)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)等。

  以隱(yin)式(shi)有限差分為例，對(dui)通式(shi)（2-152)進(jin)行數值離散，二階導數采用二階中心(xin)差商形式(shi)，經整理得(de)：

  為(wei)了更好地說(shuo)明壓力對界面換熱系數(shu)的(de)影(ying)響，以高氮鋼P2000加壓凝(ning)(ning)固過(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)傳熱現(xian)象為(wei)例(li)，采(cai)用(yong)4根雙鉑銠(lao)（B型(xing)(xing)(xing)）熱電(dian)偶，通過(guo)(guo)(guo)埋(mai)設熱電(dian)偶測(ce)溫實驗測(ce)量(liang)凝(ning)(ning)固過(guo)(guo)(guo)程(cheng)鑄錠(ding)和(he)鑄型(xing)(xing)(xing)溫度變(bian)化曲線，采(cai)用(yong)兩個位(wei)移傳感器測(ce)量(liang)凝(ning)(ning)固過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)鑄型(xing)(xing)(xing)和(he)鑄錠(ding)的(de)位(wei)移變(bian)化情(qing)況(kuang)，獲(huo)得凝(ning)(ning)固過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)鑄錠(ding)和(he)鑄型(xing)(xing)(xing)界面氣隙演變(bian)規律，測(ce)量(liang)裝置示意圖和(he)實物(wu)圖如圖2-79所示。

  澆注(zhu)結(jie)束后(hou)，在(zai)(zai)0.5MPa、0.85MPa和(he)(he)1.2MPa下(xia)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)液(ye)凝固(gu)過程中(zhong)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量結(jie)果如圖(tu)2-80所(suo)示，溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)測(ce)量的(de)(de)(de)(de)時間(jian)(jian)區(qu)間(jian)(jian)為澆注(zhu)結(jie)束后(hou)的(de)(de)(de)(de)300s以(yi)內(nei)，且鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型在(zai)(zai)不同壓力下(xia)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)趨勢基本(ben)一致(zhi)(zhi)。以(yi)0.5MPa下(xia)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)為例，如圖(tu)2-80(a)所(suo)示，在(zai)(zai)初始階(jie)段，2nd和(he)(he)4h曲(qu)(qu)線(xian)上溫(wen)(wen)度(du)(du)均存(cun)在(zai)(zai)陡升和(he)(he)振蕩階(jie)段，這主(zhu)(zhu)要(yao)是在(zai)(zai)測(ce)溫(wen)(wen)初期，熱電偶(ou)與(yu)鋼(gang)(gang)液(ye)接觸后(hou)的(de)(de)(de)(de)自身預熱，以(yi)及(ji)澆注(zhu)引起鋼(gang)(gang)液(ye)的(de)(de)(de)(de)湍(tuan)流所(suo)致(zhi)(zhi)［104];隨(sui)著鋼(gang)(gang)液(ye)凝固(gu)的(de)(de)(de)(de)進行，由于鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)不斷向鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型傳熱，致(zhi)(zhi)使鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)（2nd和(he)(he)4h)逐漸減小(xiao)，而(er)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)（1st和(he)(he)3rd)隨(sui)之增(zeng)加(jia)。此外，測(ce)溫(wen)(wen)位置(zhi)相近的(de)(de)(de)(de)3rd和(he)(he)4th曲(qu)(qu)線(xian)之間(jian)(jian)存(cun)在(zai)(zai)較大的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)差，這主(zhu)(zhu)要(yao)是由于鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間(jian)(jian)氣隙(xi)形成后(hou)產生的(de)(de)(de)(de)巨大熱阻(zu)Rair-cap(=1/hi),其中(zhong)h為鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)換(huan)熱系數。

  不同(tong)壓力(li)下(xia)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)長速(su)(su)率（15t和(he)3rd)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)(su)率（2d和(he)4h)如圖2-81所示(shi)，當壓力(li)從0.5MPa增(zeng)(zeng)加(jia)至1.2MPa時，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)內(nei)2md和(he)4h熱電(dian)偶測(ce)溫(wen)點冷(leng)(leng)卻(que)速(su)(su)率的(de)(de)增(zeng)(zeng)量分(fen)別為0.335K/s和(he)0.605K/s.與此(ci)同(tong)時，在澆注結(jie)束(shu)后300s時，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)內(nei)2d和(he)4h測(ce)溫(wen)位置(zhi)之(zhi)間的(de)(de)平均溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)從4.0K/mm增(zeng)(zeng)加(jia)到了8.6K/mm.由導熱的(de)(de)傅里葉定律(lv)（Qingor=αGr,α為19Cr14Mn0.9N鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)的(de)(de)導熱系數，Qingot為熱通量）可(ke)知，隨著壓力(li)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)內(nei)沿度(du)(du)梯度(du)(du)方(fang)向上的(de)(de)熱通量增(zeng)(zeng)大。此(ci)外，根據能量守恒定律(lv)（即Q=Qingot,Q為鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型間的(de)(de)熱通量），鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型間的(de)(de)熱通量也隨之(zhi)增(zeng)(zeng)加(jia)。因(yin)此(ci)，增(zeng)(zeng)加(jia)壓力(li)能夠(gou)顯(xian)著加(jia)快(kuai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)以及強(qiang)化鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型間的(de)(de)換熱。

  在(zai)(zai)0.5MPa、0.85MPa和(he)(he)(he)1.2MPa壓力下(xia)的(de)(de)(de)鋼(gang)液(ye)凝(ning)固(gu)過(guo)程中，鑄(zhu)錠和(he)(he)(he)鑄(zhu)型的(de)(de)(de)溫度測量值作為(wei)輸入值（圖2-80),運用驗(yan)證后的(de)(de)(de)反(fan)算(suan)模型，對(dui)鑄(zhu)錠和(he)(he)(he)鑄(zhu)型間(jian)界面(mian)換熱(re)系(xi)數隨(sui)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)規律(lv)進行(xing)反(fan)算(suan)，反(fan)算(suan)過(guo)程中時(shi)(shi)間(jian)步(bu)長Δt取值為(wei)0.75s,空間(jian)步(bu)長Δr取值為(wei)1mm,常數β和(he)(he)(he)8分別為(wei)10-10和(he)(he)(he)200.換熱(re)系(xi)數的(de)(de)(de)反(fan)算(suan)結(jie)果分別為(wei)hos、ho85和(he)(he)(he)h2,隨(sui)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)規律(lv)如圖2-82所(suo)示，由于Δt和(he)(he)(he)8乘積為(wei)150s,結(jie)合Beck非線性估算(suan)法本(ben)身的(de)(de)(de)特點，只能反(fan)算(suan)出凝(ning)固(gu)前期150s內hos、ho.85和(he)(he)(he)h2隨(sui)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)規律(lv)。此(ci)外，因熱(re)電偶本(ben)身的(de)(de)(de)預熱(re)以及(ji)澆(jiao)注引起鋼(gang)液(ye)的(de)(de)(de)湍流，導(dao)致(zhi)2nd和(he)(he)(he)4th熱(re)電偶的(de)(de)(de)在(zai)(zai)前30s內存(cun)在(zai)(zai)較大(da)的(de)(de)(de)波動，因此(ci)反(fan)算(suan)出的(de)(de)(de)界面(mian)換熱(re)系(xi)數在(zai)(zai)前期存(cun)在(zai)(zai)一定的(de)(de)(de)波動，其中h2最(zui)大(da)，其次是(shi)ho.85,ho5最(zui)小。

  擬合后(hou)的參數(shu)(shu)Adj.R-Square分別為0.9558、0.9716和0.9692,說(shuo)明擬合度(du)高，反算結果(guo)和經驗(yan)公式相符(fu)。通過對比不同(tong)壓(ya)(ya)力下反算出的界(jie)面換熱系數(shu)(shu)可(ke)知，隨(sui)著壓(ya)(ya)力的增(zeng)加(jia)，界(jie)面換熱系數(shu)(shu)增(zeng)大，鑄錠和鑄型間界(jie)面換熱條件(jian)得到明顯改善，充(chong)分說(shuo)明壓(ya)(ya)力在19Cr14Mn0.9N含氮鋼的凝固過程中，起到了十分顯著的強化冷(leng)卻作用。

  眾所周知，在某一時(shi)刻下(xia)，界面換熱(re)系數與(yu)壓(ya)(ya)力呈現(xian)多項(xiang)(xiang)式(shi)(shi)關系。為(wei)了獲得19Cr14Mn0.9N 含氮鋼界面換熱(re)系數與(yu)壓(ya)(ya)力之(zhi)間的關系，可(ke)采用(yong)多項(xiang)(xiang)式(shi)(shi)擬合的方式(shi)(shi)對界面換熱(re)系數與(yu)壓(ya)(ya)力關系進行擬合，擬合關系式(shi)(shi)為(wei)