摘 要 通过ＪＭａｔＰｒｏ计算，研究了真空浇注条件下，Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ和Ｍｏ等６种合金元素对核电用钢ＳＡ５０８ＩＩＩ铸造性能的影响。利用正交试验原理设计了６因素３水平共１５０组试验，通过方差分析和线性回归等手段，确定了与铸造性能相关的两个目标函数的回归方程。计算结果表明，正交试验设计可以用于ＳＡ５０８ＩＩＩ钢的合金成分优化；降低合金中Ｃ和Ｓｉ的含量，有利于改善ＳＡ５０８ＩＩＩ合金的铸造性能，减小合金在凝固过程中产生热裂和缩孔、缩松的倾向。
近年来，数值模拟技术已经广泛地用于铸件缺陷的诊断分析和铸造工艺的优化设计［１～３］。铸造过程数值模拟需要大量准确并且可靠的材料物性参数，如凝固区间、比热容、导热系数和密度等，这些数据往往都是温度的函数［４］。实测材料的物性参数面临诸多挑战，首先，有些物性参数数据不易获得［５］；其次，通过试验来获得这些数据，不仅需要耗费大量的精力，而且，测试材料在高温下的物性参数条件苛刻，费用高昂［６］；最后，某些物性参数对材料的微观组织和化学成分比较敏感。为了进一步拓展材料热物性参数数据库，同时为铸造过程数值模拟提供准确可靠、并且经济的数据来源，采用合理的数学模型计算合金的热物性参数受到越来越多的关注。ＪＭａｔＰｒｏ计算软件，由于采用了合理的物理模型和数值计算方法，不仅可以根据材料的成分计算得到材料的热物性参数，包括密度、导热系数、凝固区间、杨氏模量、泊松比等，也可以给出某一合金相在凝固过程中的物理性质［７，８］。
本课题采用Ｍｉｎｉｔａｂ 正交试验分析软件对ＳＡ５０８ＩＩＩ核电用钢进行成分优化设计，在其额定成分范围内开展正交试验。利用ＪＭａｔＰｒｏ计算获得不同成分ＳＡ５０８ＩＩＩ钢的热物性参数，包括液、固相线温度及对应的密度值，以及不同成分钢对应的凝固曲线，即温度和固相率之间的关系，并根据这些热物性参数得到和凝固性能密切相关的目标函数。通过对目标函数进行整理、回归、分析和响应优化，得到影响目标函数的主要因素，同时得到了凝固性能最优时对应的合金成分。
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