Effects of Chemical Composition, Ingot diameter and shape on Solidification and Macrosegregation in Large Size Ingots of High Strength Steels

大尺寸锻造块用于制造关键部件，如轴和模具在运输和能源行业。生产这种部件的第一步是铸锭铸造。然而，由于铸锭的大尺寸，产生了化学不均匀区（宏观偏析），通常在随后的热处理或锻造操作中无法消除，导致零件不符合和/或退货。近年来，对大尺寸铸锭（高达100吨）的需求一直在不断增加，因此，对于铸锭/锻造行业来说，开发能够生产没有或很少宏观偏析的大尺寸铸锭的方法和途径至关重要。由于来自新兴制造业国家的激烈竞争以及导致成本上升的新法规，这个问题在北美的情况下更为严重。为了实现这一目标，需要更深入地了解材料特性（成分、微观结构等）与工艺参数之间的相互作用。这种知识库制造过程的开发是当前协同研究与开发（CRD）项目的关键目标。在之前与工业合作伙伴Finkl Steel-Sorel的合作中，产生了非常有趣的结果，为工业合作伙伴带来了重大的进步和节省。在这个项目中，工作将侧重于研究第一阶段未解决的参数，将开发的发现应用于新的合金和铸锭尺寸，并开发新的方法，以生产高质量的铸锭，并有助于加强工业合作伙伴作为世界领先的大型铸锭加工之一的地位。利用先进的测试设备进行实验研究，以建立描述微观结构演变的材料模型。所开发的材料模型将应用于有限元商业代码中，以预测大尺寸铸锭的局部组织不均匀区和相变特性。研究成果最终将在产业层面得到验证。# (cr) #(低频)Des集团伪造de grande身材是利用倒拉制造de composants批评运输、Des涡轮机et Des是Des arbres矩阵在行业du de l 'energie运输等。La premiere前程无忧，La productde前程无忧。在此之前，我们将看到，在不同的区域内，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域，例如，有不同的区域。3 .在所有的过程中，所有的过程都是基于<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> 100吨)，所有的过程都是基于<s:1> <s:1> <s:1> 100吨)，所有的过程都是基于<s:1> <s:1> <s:1> 100吨)，所有的过程都是基于<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> 100吨)，所有的过程都是基于<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> 100吨)。“问题<e:1>”是“再加一次”，“再加一次”是“再加一次”，“再加一次”是“再加一次”，“再加一次”是“再加一次”，“再加一次”是“再加一次”。为了实现这一目标，一种联系和适当的相互作用使其与<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1>（组成、微观结构等）和与<s:1> <s:1> <s:1> <s:1>（组成、微观结构等）之间的相互作用更加密切。关于制造basemasse sur La connaissance过程的问题plutôt关于经验的问题，关于研究项目和发展协作（RDC）的主要目标。Lors d'une与伙伴工业、Finkl Steel-sorel、<s:1> <s:1>交换方案<e:1>和<s:1>交换方案<e:1>的合作对伙伴工业具有重大意义。

Large size forged blocks are used for the manufacturing of critical components such as shafts and dies in transportation and energy industries. The first step in producing such components is ingot casting. However, due to the large size of the ingots, chemically heterogeneous zones (macrosegregation) are produced which often cannot be eliminated during the subsequent heat treatment or forging operations leading to part non conformity and/or rejection. In recent years the demand for larger size ingots (up to 100 tons) has been continuously increasing and therefore it is of critical importance for the ingot casting/forging industry to develop methods and approaches that would allow producing large size ingots with no or little macrosegregation. The problem is even more acute in the North American context, because of the fierce competition from emerging manufacturing countries and new regulations that result in increased costs. To achieve this objective, a more in-depth knowledge of the interactions between material characteristics (composition, microstructure, etc.) and process parameters is required. The development of such knowledge base manufacturing process is the key objective of the present Collaborative Research and Development (CRD) project. In a previous collaboration with the industrial partner, Finkl Steel-Sorel, very interesting results were generated which resulted in significant progresses and savings for the industrial partner. In this project, the work will focus on studying parameters that were not addressed during the first phase, apply the developed findings to new alloys and ingot sizes and develop new methodologies that would allow producing high quality ingots and contribute to strengthening the position of the industrial partner as one of the world leaders in processing of large size ingots.Experimental study using advanced testing equipment will be conducted to develop material models describing the evolution of the microstructure. The developed material models will be implemented into Finite Element (FE) commercial codes to predict local microstructure heterogeneous zones and phase transformation characteristics in large size ingots. The research results will be validated ultimately at the industrial level.#(cr)#(lf)Des blocs forgés de grande taille sont utilisés pour la fabrication de composants critiques tels que des arbres des turbines et des matrices dans les industries du transport et de l'énergie. La première étape dans la production de tels composants est la coulée en lingotière. Cependant, en raison de la grande taille des lingots, il se forme des zones chimiquement hétérogènes (macroségrégation) qui ne peuvent souvent pas être éliminées lors des opérations de traitement thermique ou de forgeage ultérieures entraînant des non-conformités et / ou un rejet. Au cours des dernières années, la demande de lingots de plus grande taille (jusqu'à 100 tonnes) n'a cessé d'augmenter et il est donc d'une importance cruciale pour l'industrie de la fonderie / forgeage de lingots de mettre au point des méthodes permettant de produire des lingots de grande taille avec peu ou pas de macroségrégation. . Le problème est encore plus aigu dans le contexte nord-américain, en raison de la concurrence féroce des pays manufacturiers émergents et des nouvelles réglementations qui entraînent une augmentation des coûts. Pour atteindre cet objectif, une connaissance plus approfondie des interactions entre les caractéristiques des matériaux (composition, microstructure, etc.) et les paramètres du processus est nécessaire.La mise au point d'un tel processus de fabrication basée sur la connaissance plutôt que l'expérience, est l'objectif principal du projet de recherche et développement collaboratif (RDC). Lors d'une précédente collaboration avec le partenaire industriel, Finkl Steel-sorel, des résultats très intéressants ont été générés, qui ont entraîné des progrès et des économies significatifs pour le partenaire industriel.