船用柴油机链轮的铸造工艺数值模拟优化及生产试制

对精加工后MT探伤出现大量微细磁痕的铸钢大链轮的原铸造工艺进行了凝固数值模拟，判定缺陷为3－4级微小缩松，对缺陷部位进行纵横截面的切片金相分析印证了模拟结果的正确性，在此基础上，用数值模拟技术进行了15种方案的工艺优化计算后结合现场生产确定了优化方案，实际浇注结果表明，方案是成功的，同时也说明，要获得致密的的铸钢基体，在工艺设计中应使液－固界面的推进方式向逐层凝固的主试靠近。     

铸钢后桥V法铸造数值模拟及工艺优化

运用ViewCast模拟软件对某铸钢汽车后桥V法铸造的凝固过程进行了数值模拟,预测了原工艺方案所产生缩孔、缩松缺陷的位置和大小。根据模拟结果,对原工艺方案进行了改进,增设横浇道和冷铁,铸件实现了顺序凝固,消除了缩孔、缩松缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案并通过工厂的生产验证。     

ZG270-500大臂架铸造工艺优化

针对高速工程车大臂架铸造合格率不高问题,对大臂架的原铸造工艺方案进行分析,并运用AnyCasting进行数值模拟。对分型面、浇注系统、冒口及冷铁设置进行优化改进,并对优化后的工艺方案进行数值模拟验证。模拟结果表明,铸件按工艺设计进行顺序凝固,铸造缺陷可以解决。经过小批量生产验证,铸件出现铸造缺陷的概率大幅降低,合格品率由70%提高到92.5%。     

传动箱体铸造过程数值模拟与工艺优化

通过对传动箱体的结构分析,根据砂型铸造生产的特点及实际生产条件设计传动箱体铸件的铸造工艺,运用铸造数值模拟方式对其凝固过程进行数值模拟。模拟结果显示,在传动箱体隔板与箱壁交接处易产生缩孔、缩松缺陷。分析缺陷产生的原因,通过优化铸造工艺,获得了合理的补缩系统工艺方案。     

DF-300A减速机箱体铸造工艺优化设计

运用铸造数值模拟软件Pro CAST,对DF-300A减速机箱体的铸造工艺方案进行充型和凝固过程的数值模拟,分析铸件充型和凝固的状态以及温度场的变化情况。针对温度对阶梯式浇注工艺方案的充型和凝固过程的影响进行数值模拟,根据分析结果对箱体的铸造方案进行优化改进并确定最优浇注温度为1 400℃。通过增加冒口尺寸及数量、增加冷铁、改变铸件的圆角大小等方式有效地控制了缩孔、缩松缺陷的产生,提高了铸件品质和合格率。     

数值模拟在铸钢壳体铸件工艺优化中的应用

采用PRO/E三维造型软件对铸钢壳体铸件进行造型,添加浇冒系统,用华铸CAE软件进行凝固过程的数值模拟,通过比较不同工艺条件下的凝固过程中的液相动态分布过程,预测了形成缩孔（松）缺陷的不同倾向,并对比了不同工艺方案下铸件的缩孔（松）分布,对铸造工艺进行改进和优化,将改进后的铸造工艺应用于生产,既解决了铸件的铸造缺陷问题,又加快了工艺开发周期。     

球墨铸铁支架的铸造工艺方案与模拟优化

根据球墨铸铁支架形状复杂的特点,设计两个内浇道同时浇注铸件,采用无冒口工艺,实现了顺序凝固。利用ViewCast铸造模拟软件对支架的凝固过程进行了模拟计算,预测球墨铸铁件的缩孔、缩松缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行了优化设计。通过改进浇注系统位置,并再次进行凝固模拟,最终消除了铸造缺陷,获得了合理的铸造工艺方案。     

铸钢套筒离心铸造充型过程数值模拟

针对离心铸造铸钢套筒生产方法的工艺特点,对金属液体的流动、传热进行分析,考虑了向心加速度和科里奥利加速度,成功建立了描述这种铸造方法充型及凝固特性的数学模型.并利用数值模拟技术,在Visual C 6.0平台上,对铸钢套筒铸件的形成过程进行了可视化仿真.实际应用表明,可以达到验证现有方案,优化铸造工艺的目的.     

CAE技术在改善球墨铸铁轮毂缩孔中的应用

利用华铸CAE软件对球墨铸铁叉车轮毂铸造工艺的凝固及充型过程进行了数值模拟,以期对该工艺进行优化.通过模拟,分析了液态金属充型的动态过程,以及凝固过程可能产生的缺陷,提出了铸造工艺的优化方案,避免了轮毂铸造过程中的缩孔缩松缺陷.结果表明,计算机数值模拟为工艺方案的评价和改进提供有效地参考依据,消除了缩孔缩松缺陷,保证了铸件质量,缩短了产品设计和试制周期.     

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。     

液固相复合-轧制铜包钢线的组织性能及界面冶金行为

以液固相复合-轧制工艺生产的铜包钢线为研究对象,研究了在特定工艺条件下铜／钢界面的组织组成及其界面区的冶金行为。经金相组织观察,铜、钢晶粒在界面处直接接触,界面呈极细微的凹凸不平的状态,经冷轧后,铜、钢晶粒在界面处互相咬合,且铜与钢的变形随着变形量的增大而趋于均匀。通过对界面区的成分进行能谱分析表明,Cu,Fe原子间发生了互扩散,形成了Fe／Cu的固溶体,其中Fe向Cu扩散量明显高于Cu向Fe的扩散量,测试界面结合强度表明,铜包钢线的初结合界面剪切强度可达80-95 MPa,轧制变形后该强度可提高3％-5％。     

液固相复合-轧制铜包钢线的组织性能及界面冶金行为

以液固相复合-轧制工艺生产的铜包钢线为研究对象,研究了在特定工艺条件下铜/钢界面的组织组成及其界面区的冶金行为.经金相组织观察,铜、钢晶粒在界面处直接接触,界面呈极细微的凹凸不平的状态,经冷轧后,铜、钢晶粒在界面处互相咬合,且铜与钢的变形随着变形量的增大而趋于均匀.通过对界面区的成分进行能谱分析表明,Cu,Fe原子间发生了互扩散,形成了Fe/Cu的固溶体,其中Fe向Cu扩散量明显高于Cu向Fe的扩散量,测试界面结合强度表明,铜包钢线的初结合界面剪切强度可达80～95 MPa,轧制变形后该强度可提高3%～5%.     

高拉速方坯连铸结晶器钢渣界面行为特征

对于高拉速连铸,结晶器内高通钢量下的钢液与保护渣流动行为控制是保证结晶器区合理凝固与冷却控制的重要一环。通过建立三维方坯连铸结晶器内多相流动、传热与凝固耦合数学模型,研究结晶器内高速钢液瞬态流动现象及其对液面波动与保护渣流动的影响。结果表明,结晶器内高速钢液冲击钢渣界面使弯月面处形成明显的凸起,同时导致水口附近界面波动剧烈。液态保护渣的流动行为受液面波动影响较大,不连续的保护渣流入造成了厚度不均匀的固态渣膜形成,不规整的固态渣膜转而又阻碍了液态保护渣的流入。     

电冶熔铸WC/GCr15钢复合材料的摩擦磨损特性

选择大颗粒WC作增强相，采用电冶熔铸工艺制备了含27％WC粒子的WC／GCr15钢复合材料，观察了复合材料中WC颗粒与钢基体的结合情况；在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了室温下复合材料同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能。结果表明：复合材料中的WC颗粒部分溶解于钢基体相，两相界面形成厚达数微米的反应层，有效地提高了界面结合强度。电冶熔铸WC／钢复合材料的耐磨性能比基体材料GCr15钢提高了5倍以上，扫描电镜下的磨痕照片显示：大颗粒WC承担了磨损的主要载荷，实验中没有发生明显脱落的现象，说明界面结合强度在提高复合材料磨损性能方面所起的作用。     

Interface of solid steel and liquid aluminum under nonequilib rium diffusion

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆｓｏｌｉｄｓｔｅｅｌａｎｄｌｉｑｕｉｄａｌｕｍｉｎｕｍｕｎｄｅｒｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｈｏｔｄｉｐａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇｓｔｅｅｌｐｌａｔｅ[1～3]ａｎｄｓｔｅｅｌａｌｕｍｉｎｕｍｓｏｌｉｄｔｏｌｉｑｕｉｄｂｏｎｄｉｎｇｐｌａｔｅ[4～6].Ｔｈｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｔｏｍｓｉｎｔｈｅｉｎｎｅｒｐａｒｔｏｆｓｏｌｉｄｓｔｅｅｌｂａｓｅｉｓｒａｔｈｅｒｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｎ…     

高拉速薄板坯连铸结晶器钢渣界面波动分析

为应对提高拉速薄板坯结晶器内钢液不稳定行为,以1 520 mm×90 mm薄板坯结晶器为研究对象,利用液面追踪技术VOF方法建模计算,对薄板坯钢渣界面进行了深入研究,实现了对薄板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算。并结合实际生产工艺,采用1∶1物理模型和数值模拟相互验证,分析了拉坯速度、浸入深度和保护渣黏度种类对结晶器流场及钢渣界面的影响。结果表明,当结晶器钢液面流速为0.20~0.25 m/s,且界面较平稳时,保护渣黏度高于0.237 Pa·s可以适用;当钢液流速为0.25~0.30 m/s,保护渣黏度为0.382 Pa·s时,现场低碳钢卷渣率小于0.5%,表现出良好的抗卷渣能力。     

电磁离心铸件宏观组织的数值模拟

基于电磁离心凝固过程温度场的数值模拟结果,建立了铸件凝固过程物理参数与铸件凝固组织之间的定性关系,通过计算固／液界面前沿液相温度梯度Ｇ与界面生长速度Ｒ之间的比值（Ｇ／Ｒ）及冷却速度（ＧＲ）的值,对电磁离心铸件的宏观组织进行了分析,数值模拟结果与实验结果吻合良好。     

热处理过程中钛层对钛钢爆炸复合板钢侧组织转变的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜研究了不同温度下钛层对钛钢爆炸复合板钢侧组织转变的影响。结果表明:有钛层时,钢侧结合界面上会形成脱碳层。当850℃及以下温度加热时,在波头的漩涡处产生粗大的铁素体晶粒,而在950℃保温时,在波峰处产生粗大的铁素体。剥离钛层时,只在波头的漩涡处产生铁素体区,随着温度的升高,铁素体区减小。产生这种现象的主要原因是钛层的存在,碳元素向结合界面扩散形成TiC,在结合界面附近形成铁素体区。     

A CELLULAR AUTOMATON-APPROACH TO SIMULATION OF GRAIN STRUCTURE DEVELOPMENT IN ELECTROSLAG CASTING

1.IntroductionElectroslagcastingcanproducepartsofgoodquality,ofwhichthemechanicalpropertiesarecomparablewithorsuperiortothoseofforgedproducts.Ithasbeenmoreandmoreutilizedtomakestructuresofcriticalimportance,whichconventionallywoulddoubtlesslybemadebyforging.Understandingandcontrolofmicrostructures,especiallyshape,sizeandorientationofcrystallitesinelectroslagcastingarethereforemoreandmoreimportantforsafetyconcernintheirapplication.Experimentalstudiesofthegrainstructuresandtheirdependenceonvario…