厚断面高锰钢铸件凝固组织模拟与控制

采用元胞自动机与有限元相耦合的方法模拟厚断面高锰钢铸件凝固组织.对常规工艺与随流添加金属颗粒两种不同铸造工艺凝固组织进行模拟分析.分析浇注温度与形核质点密度对凝固组织的影响.结果表明增大金属液过热度,铸造组织粗大.普通砂型铸造高锰钢心轨铸件,平均冷却速度0.1℃/s,浇注温度为1 450℃时,形核质点密度接近2×107/m3.通过随流添加金属颗粒增加了形核质点,当形核质点密度达到5×107/m3时,高锰钢铸件晶粒细小,组织均匀.但形核质点密度增加到1×108/m3时,铸件将产生疏松缺陷.模拟结果与试验结果吻合较好.     

钢铸件产生热裂的原因和防止方法

浇铸钢铸件时,钢水由液体状态冷却到常温固体状态,其体积发生三种浇铸收缩变化,即液体收缩、凝固收缩和固体收缩。铸件在收缩过程中要受到三种阻力:(1)铸型阻力(或称机械收缩阻力),这是铸件在砂型中收缩时,受到坭心、砂型或箱带以及     

ZL201铝合金铸件凝固过程温度场的有限元模拟

以矩形ZL201铝合金铸件压力铸造为例,对凝固过程进行了合理的假设和简化,利用有限元方法,对铸造凝固过程温度场宏观变化进行了模拟计算,获得了铸型与铸件在凝固过程中的温度分布规律。在凝固过程中,铸件温度一直呈下降趋势,铸型温度的变化趋势是先升高后降低。计算结果表明,三维温度场的数值模拟能够反映铸件冷却过程温度场的动态变化,为提高铸件质量、确定凝固时间和优化工艺参数提供了参考。     

铸造参数对高锰钢铸态结构的影响

本文研究金属过热度、铸件截面大小和硅含量,对高锰钢铸态结构的单项和综合性能影响。对大截面铸件,金属过热度对晶粒大小影响最大。而添加钛、铝对其影响很小。含硅量决定了钢内碳化物的型式和数量。在不含硅的钢中,几乎全为针状碳化物。随含硅量升高,针状碳化物减少,多数碳化物为珠光体或呈球状。截面越大,硅的影响越明显。本文还采用断续式定向凝固的工艺,对凝固过程进行详细研究。     

冷却条件对铜镍合金凝固行为的影响

为研究冷却条件对铜镍合金铸件质量的影响,在对铜镍合金铸造工艺分析的基础上,引用传热-流动一应力耦合的铸造模拟软件PROCAST对不同的冷却条件下铜镍合金的凝固进行缺陷和温度场分布数值模拟,并根据模拟结果,结合实验分析了不同冷却条件下铸件质量,确定了铜镍合金凝固过程中较为合理的冷却条件.提高了铸件质量.模拟结果表明:在钢模加保温冒口浇铸条件下,铜镍合金铸件的质量最佳.     

低过热度方坯连铸充型过程动态数值模拟

借鉴板带铸轧立坯之前的跑钢过程,提出了一种低过热度强迫浇注连铸技术,即通过旋转的冷却辊将液态金属冷却,并强迫其注入结晶器,以降低钢水的过热度,起到提高传热效率和改善铸坯内部组织的目的。运用流体力学分析软件,对低过热度浇注和普通浇注结晶器内钢水充型过程进行动态模拟,得到了充型过程的速度分布图和不同时刻的温度分布图。结果表明,双辊冷却低过热度浇注在充型过程中可以降低钢水过热度,加快结晶器内钢水的凝固。     

高锰钢铸件裂纹的产生机理探讨

分析了高锰钢铸件在实际生产中产生裂纹的原因及铸件凝固过程中各种因素的影响,从结构设计、化学成分控制、浇铸工艺和热处理工艺等方面提出了预防措施。     

L形镁合金铸件凝固过程温度场的有限元模拟

以"L"形镁合金铸件砂型铸造为例,对其凝固过程进行了合理的假设和简化,利用ANSYS平台,对其凝固过程温度场宏观变化进行了有限元计算,获得了砂型与铸件在凝固过程中的温度分布规律.在凝固过程中,铸件温度一直呈下降趋势,砂型温度的变化趋势是先升高后降低.计算结果表明,三维温度场的数值模拟能够反映铸件冷却过程温度场的动态变化,为提高铸件质量、确定凝固时间和优化工艺参数提供了参考.     

钙处理对连铸钢浇铸性能的影响

分析讨论了钙处理对连铸钢浇铸性能的影响 ,为了改善浇铸性能 ,应向钢中加入合适的钙含量 ,形成液态的铝酸钙。钙处理不当时不仅影响钢水的浇铸性能 ,而且还会影响钢水在连铸结晶器内的凝固行为。     

年产10000 t高锰钢铸件的车间设计

介绍了年产10000t高锰钢大型锤头的车间设计过程。设计采用2台HX-5电弧炉熔炼、1台LF-15钢包精炼炉精炼，V法造型生产高锰钢大型锤头，配有1套20t／h干砂处理系统，铸件无损探伤采用X光探伤仪，设计采用两班平行工作制年产10000t高锰钢铸件。同时介绍了如何保证钢水质量、造型质量等，分析了V法造型工艺的主要特点，阐述了砂处理的工艺流程。     

铁模覆砂工艺的砂层厚度对球墨铸铁件冷却速度的影响研究

针对采用铁模覆砂工艺生产厚大球墨铸铁铸件过程中出现的附铸试块基体组织珠光体含量超标的问题,采用计算机模拟的方法分析了该铸件的凝固过程,找出冷却速度差异较大部位。通过砂层厚度的调整改善不同部位的冷却条件,实现对铸件组织的控制,很好地解决了附铸试块基体组织不满足要求的问题。定量分析了砂层厚度的增加对冷却速度的影响,分析数据可为铁模覆砂铸造生产同类型产品提供参考。     

罩轮铸件金属型覆砂铸造工艺

金属型覆砂铸造是在金属型内腔覆上一薄层覆膜砂形成铸型的一种铸造工艺.覆砂层有效地调节了铸件的冷却速度,一方面使铸件不易出现白口,另一方面又使冷却速度大于砂型铸造,使铸件的力学性能显著提高.金属型无退让性,但很薄的覆砂层却能适当减少铸型的收缩阻力;而金属型所具有的刚性,又有效地利用了石墨铸铁在凝固过程中的石墨化膨胀,可实现无冒口铸造;由于覆砂层薄,型腔不易变形,铸件精度比砂型大为提高.     

铝合金汽车灯罩压铸凝固过程CAE分析

通过有限元数值模拟软件Procast对铝合金汽车灯罩压铸件进行了数值分析,获得了零件成型过程温度场的分布和凝固时间与温度的关系。研究表明:没有增设水冷的凝固顺序混乱,温度梯度分布不合理,铸件成形过程容易产生铸造缺陷;增设水冷设置的方案中,铸件各节点冷却速度得到提高,同时保持良好的凝固顺序,不仅有利于提高生产效率,而且能获得优质的铸件。     

18Cr-8Ni不锈钢双辊浇铸过程中凝固组织的形成

为了阐述双辊浇铸过程中凝固组织的形成情况，通过实验室规模的双辊铸机进行了浇铸SUS304奥氏体不锈钢钢带的试验。在浇铸过程中出现两种凝固组织：住状枝晶和等轴晶。随着银子和钢水接触时间的增加，技品区的厚度增加，而等轴区的厚度几乎保持不变。随着初始辊隙的增加，等轴品区扩大。另外，弄清楚了钢水过热度和辊予支承力对凝固组织形成的影响。当凝固亮与银子接触时形成技品区。根据试验结果和带钢中热传递的理论分析，推断出在相当高的钢水过热度和低的辐子支承力条件下，带钢离开辊子之后，随着带钢表面热传递系数的急速下降，自由…     

缸体铸件在不同落砂条件下热应力场的模拟

利用有限差分有限元集成分析方法，对某厂柴油机缸体铸件在3种不同温度开箱落砂条件下的铸造过程温度场、应力场进行计算机数值模拟，得到其冷却变形情况及残余应力分布，并评价3种工艺方案。结果表明落砂温度越低，铸件的变形越小，但对铸件的残余应力影响不大，不过对铸件凝固过程中应力值的变化趋势影响较大，落砂温度越低，铸件落砂时的应力值也越大。     

厚大断面球墨铸件模拟凝固装置的研制

自行研制了模拟厚大铸件的冷却环境的小型凝固装置。通过控制环境温度和冷却速度,模拟厚大断面球墨铸件凝固过程温度场的分布和变化规律。试验结果表明,铸件在模拟环境下的冷却凝固时间比空冷凝固时间延长了300%。     

钢液导热系数对大型钢锭凝固过程的影响

数值模拟是提高大型钢锭质量、优化浇铸工艺、降低实验费用和帮助缺陷诊断分析的重要手段之一.模拟结果是否可靠很大程度上取决于数学模型假设是否合理,合金热物性参数和边界条件的设置是否准确等因素.利用ProCAST铸造模拟软件,分析了钢液导热系数对钢锭充型和凝固过程中的温度分布、凝固时间和缩孔、疏松的影响规律.结果表明,导热系数的提高显著缩短钢锭整体凝固时间,增加钢锭中心产生缺陷的可能性,因此有必要在模拟计算之前准确测量该物性参数.另外,对于在同一模具中浇铸具有不同物性参数的各类合金,该结果为了解其凝固规律提供了参考.     

钙处理对连铸钢浇铸性能的影响

分析钙处理对连铸钢浇铸性能的影响，为了改善浇铸性能，应向钢中加入适量的钙，形成液态的铝酸钙。钙处理不当时不仅影响钢水的浇铸性能，而且还会影响钢水在结晶器内的凝固行为。     

厚大断面球墨铸铁件凝固装置的研制

自行研制了能够模拟厚大铸件冷却环境的小型凝固装置，通过控制不同的环境温度和冷却速度，来获取厚大断面球墨铸铁件凝固过程温度场的分布和变化规律。与空冷凝固时间相比，延长了300％的冷却凝固时间，验证了这一装置在实验中的有效性。     

挤压铸造铝合金铸件内部温度测量及组织特征

开发了一种挤压铸造过程直接测量铸件内部温度的方法,该方法能够对直接挤压铸造过程中铸件内部的温度变化进行连续多模次测量。采用该方法,对A356铝合金挤压铸造过程中铸件内部温度变化进行了测量,获得了不同挤压压力下阶梯试件不同部位的冷却曲线。采用光学显微镜对测温部位附近的凝固组织进行了观察,并测量了晶粒尺寸。通过将凝固组织与冷却曲线对照分析,研究了压力对凝固组织的影响。