缝隙式浇注系统对铸件凝固过程的影响

本文通过实浇测温法,研究了缝隙式浇注系统对铝合金板状铸件凝固过程中铸件上温度分布,温度梯度分布和凝固次序的影响规律,可供铝镁合金铸件工艺设计时参考。     

界面热阻对铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对T型铸件凝固过程中的温度场进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布和凝固速率的影响。结果表明:在铸件凝固过程中,随着铸件/铸型热阻的减小和铸件/空气热阻的增加,整个铸件从冒口位置和侧面同时向内部区域凝固;随着铸型/空气热阻的减小,热量传输迅速,凝固过程加快。在实际工艺设计中,减小冒口位置附近的凝固速率,增加拐角区域和侧面凝固速率,使得冒口、拐角处和侧面凝固趋于同步,从而减少各类缺陷的形成,提高铸件的力学性能。     

汽轮机阀体铸造凝固过程数值模拟及缩孔、缩松的预测

在分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔、缩松形成条件后,应用数值模拟软件模拟了砂芯铸造汽轮机阀体的凝固过程,得到阀体铸件凝固的温度梯度分布,并预测了铸件出现缩松、缩孔缺陷的部位。在此基础上,对铸件凝固过程进行了阐述。数值模拟结果可供阀体铸造工艺设计参考。     

亚共晶Al-7Si-0.6Mg合金凝固过程变形规律研究

本研究以一维长杆铸件为对象,采用K型热电偶与数据分析软件研究了亚共晶Al-7Si-0.6Mg合金的凝固变形规律。结果表明:固定体积下,随着铸件模数与长宽比的增加,初晶析出温度与二元共晶反应温度随之上升,第一冷却速度、第二冷却速度与整体凝固冷却速度连续下降;受铸件/铸型界面换热影响,起始凝固部位体积收缩产生气隙并沿边线逐渐向心部区域扩展,凝固温差诱发产生的热应力受铸型刚性约束作用,铸件产生挠曲变形,宽度方向凝固尺寸变形量符合Lorentz数学函数分布,且随铸件长宽比降低逐渐下降,高度方向符合Extreme数学函数分布,随铸件长度增加连续上升;凝固总尺寸变形量随着铸件模数、凝固枝晶搭接温度与时间的增加而连续上升,随着凝固冷却速度与二元共晶反应温度的增加而不断降低。     

气缸体浇注系统的设计与成形过程的模拟

针对某厂一小型发动机缸体,利用大孔进水理论对其浇注系统进行设计,通过数值模拟软件模拟其充型过程及凝固过程.模拟结果表明:铸件的充型过程基本平稳、快速;凝固过程中铸件温度场分布符合顺序凝固的要求,固相分数也证实了铸件凝固过程是合理的.     

挤压铸造大高径比铸件的凝固特性和组织

铸件的凝固特性和组织直接影响铸件的力学性能，用计算机模拟和试验的方法研究了大高径比挤压铸件的凝固特性和凝固组织。研究表明，铸件中压力分布极不均匀，靠近冲头处压力较大，凝固速度较快；增大压力导致晶粒细化并使其发生塑性变形；大高径比薄壁铸件的下部组织中出现分界面，界面两侧组织明显不同。     

大高径比铸件挤压铸造技术研究

用试验和计算机模拟的方法,研究了高径比为7的铸件凝固过程中的温度分布;研究了铸件中的缩松和铸件力学性能分布特点.结果表明,增加大高径比铸件挤压铸造的比压、提高铸型的预热温度不能有效地减少铸件内的缩松缺陷;采取措施使铸件顺序凝固,并使挤压力有效地作用在液体金属上,可以消除大高径比铸件内的缩松,获得高力学性能的铸件.     

界面热阻对L型镁合金铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对L型镁合金铸件凝固过程进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布的影响。结果表明:在L型镁合金铸件凝固过程中,热量通过铸件/空气和铸件/铸型界面向外部环境、铸型传递,在铸件冒口区域形成热扩散层"阶梯",铸件由冒口区域向底座区域凝固。随着铸件/铸型热阻的减小,铸件内部温度降低,铸型拐角位置和铸型中心位置温度均升高;随着铸件/空气热阻的增加,铸件内部温度升高,铸型拐角位置和冒口位置最高温度均增加,铸件冒口区域的热扩散层"阶梯"消失,铸件由四周向中心区域凝固。     

大型复杂钛合金铸件组织分布规律研究

针对航空发动机用大型复杂钛合金铸件的组织和性能评估问题,通过分析铸件各区组织分布及异常晶粒存在情况,研究了影响铸件组织的关键因素,完成了对某航空发动机用钛合金大型机匣铸件的组织分布规律分析。结果表明,铸件晶粒尺寸的分布范围为44～7 660μm,约82%的晶粒尺寸处于1 650μm以内。随着铸件壁厚增加,各区的晶粒尺寸均值、晶粒尺寸分布半高宽均呈近对数增加趋势。铸件的壁厚、结构特征、靠近浇道位置、凝固顺序都会影响铸件的凝固,其中壁厚的影响最为显著。     

基于ANSYS的变速箱后体铸件应力场有限元模拟

铸造过程热应力分析对于优化铸件工艺,研究铸件凝固冷却过程中温度变化和应力变化,提高铸件质量有重要作用。本文应用ANSYS软件对形状复杂的汽车变速箱后体铸件的凝固冷却过程的温度场、应力场进行了数值模拟,分析了汽车变速箱后体铸件凝固冷却过程中热应力的大小、分布状态和应力集中区域。结果表明,随着冷却过程的进行,后体铸件轮廓边缘和尺寸形状发生变化的位置处应力较为集中,应力值较大。     

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。     

数值模拟技术在汽车齿轮室模具温度场分析中的应用

以汽车齿轮室压铸件为例,对铸件凝固过程进行分析,使用模拟软件Flow-3D得到了压铸镁、铝合金模具温度场的分布特征,研究了镁、铝合金压铸件及压铸模具温度场随浇注温度、模具预热温度变化的情况。数值模拟结果可为汽车齿轮室模具优化设计提供参考。     

基于数值模拟技术镁合金压铸模浇注系统优化设计

设计3种类型的浇注系统,运用铸造专用模拟软件JSCAST对3种浇注系统进行压铸数值模拟试验,分析液态金属充型及凝固过程中的速度场和温度场的分布,根据凝固规律有效预测铸件中可能存在缩孔及气孔缺陷的分布,从而选取T型浇注系统作为缸盖罩的最佳浇注系统并对其进行优化。试验结果验证了优化设计的可行性以及压铸过程数值模拟的可靠性,对压铸生产具有一定的指导意义。     

镁合金发动机缸体压铸充型和凝固过程的数值模拟

在对镁合金发动机缸体压铸件进行工艺分析的基础上,通过应用正交试验方法,并使用模拟软件对金属液的充型和凝固过程进行数值模拟。结合各组试验所得的不同数据,确定了压铸件生产的优化工艺参数:模具预热温度为220℃,浇注温度为670℃,压射速度为8.5m/s,并确定了工艺参数对铸件缺陷的影响顺序。且在该组优化的工艺参数下,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,预测充型时间、凝固时间和可能存在的缩松、缩孔及气孔缺陷的分布与体积分数。实现了发动机缸体压铸工艺参数的优化。     

离心铸造Al-Fe合金凝固过程中的固相迁移运动

离心铸造Ａｌ－Ｆｅ合金凝固过程中的先析出相与合金液之间具有较大的密度差,在离心力场作用下,先析出相将沿径向由内向外迁移,致使初生相沿铸件向呈梯分布,根据离心铸造Ａｌ－Ｆｅ合金过程中固相迁移运动的特点,建立了描述这一运动过程的数学模型,并提出采用求平均速度的方法对固相迁移速度进行数值求解,求出了凝固过程中时刻固相迁移运动速度的分布情况,揭示了离心铸造Ａｌ－Ｆｅ合金过程中的固相迁移运动规律 。     

连铸Ag-28Cu温度场非稳态过程的数值模拟

采用Procast软件中的Mile算法对Ag-28Cu合金连铸凝固过程中温度场的非稳态变化进行了模拟,研究了不同拉速、过热度和换热系数对温度场分布、凝固速率和凝固前沿温度梯度变化的影响。模拟结果表明:随拉速的增大,铸件中心区域的凝固速率加快,凝固前沿温度梯度变化范围减小。换热系数的改变在靠近铸件表面区域对凝固速率基本没有影响,但靠近铸件中心区域后,其凝固速率随换热系数开始大幅度增大。在整个凝固过程中,换热系数越大,凝固前沿温度梯度越大。随浇注温度的提高,其凝固速率呈振荡式增大,凝固前沿温度梯度呈振荡式减小。     

Al-4%Cu合金铸件凝固过程温度场的数值模拟

利用ANSYS软件对Al-4%Cu合金铸件凝固过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件各点温度随时间变化的规律。模拟结果形象地反映了铸造过程中铸造系统温度的变化过程。进行了温度场的实际测试,结果表明:通过建立合理的模型和设置合理的边界条件,ANSYS模拟结果与实测结果符合较好。     

铝合金压铸件凝固过程中的瞬态温度场分析

建立了铝合金压铸件的有限元模型,确定了温度场模拟的初始条件和边界条件;结合材料的热物性,利用AN-SYS软件对A380.0铝合金压铸件凝固过程中的温度场进行了模拟,得到了铸件各点温度随时间变化的规律,模拟结果反映了铸造系统温度的变化过程。结果表明：利用ANSYS模拟温度场运算速度快、结果比较准确,为热应力分析提供了温度场条件,并给压铸优化设计提供了依据。     

Effects of solidification and melt treatment on microstructure and mechanical properties of cast ZA27 alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＺｉｎｃ ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙＺＡ2 7ｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｃｏｍｂｉｎｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ,ａｍｏｎｇｚｉｎｃｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｈｉｇｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｌｕ ｍｉｎｕｍ[1] .Ｗｉｄｅｒａｎｇｅｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｆｏｕｎｄｆｏｒｔｈｉｓａｌｌｏｙ ,ａｎｄｆｏｒｂｅａｒｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｉｔｒｅ ｐｌａｃｅｓｔｉｎａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍｂｒｏｎｚｅ .Ｉｎｏ…     

AZ31镁合金定向凝固的有限元模拟

定向凝固技术是获得新型功能材料的一种重要手段。基于有限元算法,对采用传统法和定向凝固法铸造的AZ31镁合金内部温度、应力、应变分别进行了仿真模拟。结果表明,采用定向凝固法铸造的AZ31镁合金,其内部温度为单相分布,更有利于形成柱状晶,从而提高Az31镁合金的性能。