铸件凝固过程中热应力场及热裂的数值模拟研究分析

简述了铸件凝固过程数值模拟的研究现状 ,重点介绍了铸件凝固过程中热应力场及热裂数值模拟研究的方法和发展趋势 ;指出了基于流变学模型的热应力场和热裂数值模拟是今后的热点研究方向之一。     

铸件热裂缺陷预测及其工艺优化

以解决铸件热裂为目的，以生产中遇到的典型铸件为例，利用ProCAST铸造模拟软件，对不同铸件结构和不同浇注工艺条件下的铸件热裂缺陷形成倾向进行了系统研究，得到了优化后的铸件结构和铸造工艺，并进行了生产验证，其结果基本吻合。     

型砂高温性能对铸钢件热裂的影响

作者针对粘土干型砂生产铸钢件热裂缺陷比较突出这一问题,研究了型砂高温性能对铸件产生热裂的影响。实验结果认为:导致铸钢件热裂的主要原因不是铸件的收缩,而是型、芯的热膨胀。因此,使用热膨胀小、退让性好、溃散性优良的LK水玻璃自硬砂解决铸钢件热裂缺陷收到了满意效果。     

模具结构对挤压铸造Al-Cu合金热裂倾向的影响

研究了模具结构对挤压铸造Al-Cu合金热裂倾向的影响,探讨了挤压铸造模具中集渣包对铸件热节提供有效补缩的机理。试验发现当集渣包的凝固模数大于相邻热节部位的凝固模数时,集渣包可以为热节部位提供有效补缩,从而大大降低铸件的热裂倾向。试验铸件的热裂率由模具修改前的27%降低至修改后(扩大集渣包)的6%。     

镶铸件数值模拟及其热裂倾向性的判定

应用数值模拟技术对钢／高铬铸铁镶铸件的热裂问题进行了研究。以镶块和本体铸件间相对收缩速率的大小作为镶铸件热裂倾向性大小的依据,并给出了基于温度场数值模拟的相对收缩速率的表达式和临界热裂判据式。数值模拟结果表明：提高浇注温度和减小镶块镶入部分宽度均可减小相对收缩速率的大小。     

基于AnyCasting数值模拟软件开发耐热钢铸件

大型耐热钢件因结构应力易出现热裂缺陷,影响铸件使用性能.介绍了应用AnyCasting数值模拟软件预测铸造应力,合理设计浇注系统,从而减小铸件温度梯度,消除热裂.通过生产试制验证铸件厚大区域无热裂缺陷,符合使用性能要求.     

化学成分对锰钢铸件形成热裂的影响

110Г13Л锰钢铸件最常见的废品之一是铸件凝固收缩时出现热裂,热裂的产生经常归因子砂型和砂芯没有足够的退让性,但是,即使改善了砂型和砂芯的退让性,铸件的热裂还是不能完全消除.     

热裂的故障树分析

研究认为热裂是铸造生产中产生的一种故障，首次利用工业预测技术中最具实际用途的故障树分析技术，建立了热裂故障树。对所建故障树进行了定性分析及定量计算，指出了热裂产生的主要原因及发生概率，为铸件质量的科学管理和铸件缺陷的微机帮助诊断提供一种有效方法。     

轧辊铸件成形过程热裂纹萌生与扩展数值模拟

为观测铸件裂纹萌生及扩展的过程,以常见的轧辊铸件为研究目标,并结合凝固过程的热应力场,采用综合考虑铸件高温阶段等效应变与应力状态的热裂判据以确定裂纹萌生的位置。在依据热裂判据确定的起裂位置插入初始预制裂纹后,采用子模型技术以及扩展有限元算法对后续热裂纹的扩展过程进行数值模拟,分析热裂纹的扩展趋势。通过与实际观测到的热裂纹形貌进行对比,验证了此方法的可行性。     

低合金铸件热裂形成原因及防止方法的探究

从低合金铸件裂纹的种类入手,具体从热裂的分类及特征、产生热裂的原因及影响因素、热裂的检验方法以及热裂的危害与防止等几方面对热裂纹进行探究。对在低合金铸件生产过程中如何防止产生裂纹,提高铸件的可靠性和使用寿命以及保证铁路货车行车安全具有一定的指导意义。     

镗床类立柱裂纹防止措施

介绍了铸件产生裂纹的原因以及热裂纹和冷裂纹的特征,分析了镗床类立柱裂纹产生的原因,以其形貌特征认定其为热裂纹。从铸件结构、制芯工艺、熔炼过程和开箱落砂时间方面进行了改进,立柱铸件裂纹缺陷得到了有效的控制。     

连铸坯裂纹与偏析预测研究进展

精准预测连铸坯裂纹、中心偏析等缺陷并在连铸坯下线清理与热装热送间做出决策对于稳定连铸生产、提高连铸坯质量具有重要意义。然而,实际生产中影响连铸坯质量的因素众多,连铸生产存在着不可预见的扰动性,且生产参数间具有较强的非线性和耦合性,这使得连铸坯裂纹、中心偏析等缺陷的精准预测极具挑战。随着连铸自动化和计算机技术的不断发展,人工智能逐渐得到重视,其中机器学习因其强大的非线性逼近能力而逐步应用于连铸生产。本文着重从机器学习、专家系统方面总结了国内外在连铸坯质量预测、诊断方面的研究进展,分析比较了各类方法的优缺点,并对连铸坯质量预测进行了展望。     

Hot tearing studies in AA5182

One of the major problems during direct chill (DC) casting is hot tearing. These tears initiate during solidification of the alloy and may run through the entire ingot. To study the hot tearing mechanism, tensile tests were carried out in semisolid state and at low strain rates, and crack propagation was studied in situ by scanning electron microscopy (SEM). These experimentally induced cracks were compared with hot tears developed in an AA5182 ingot during a casting trial in an industrial research facility. Similarities in the microstructure of the tensile test specimens and the hot tears indicate that hot tearing can be simulated by performing tensile tests at semisolid temperatures. The experimental data were compared with existing hot tearing models and it was concluded that the latter are restricted to relatively high liquid fractions because they do not take into account the existence of solid bridges in the crack.     

热轧棒材表面缺陷分析

通过对抚顺特钢连轧厂热轧棒材及连铸生产流程进行统计、标定和分析,表明连铸坯原始缺陷可遗传至热轧棒材的表面,产生的主要缺陷是裂纹。钢中化学元素、连铸保护渣、连铸工艺参数、钢坯冷却转移和连铸设备维检等因素是影响铸坯质量的关键因素。     

SUS410S不锈钢边裂原因分析及工艺研究

自不锈钢黑皮卷生产线投产以来,在轧制SUS410S时经常出现热轧边裂缺陷。对SUS410S不锈钢进行高温组织研究,经定量分析确定高温组织与温度的关系。由于高温下存在两相组织,钢的热塑性会降低,导致轧制时容易出现边裂,经研究制定出相应的轧制工艺,以生产出高质量的SUS410S热轧钢带。     

南钢第一炼钢厂铸坯三次冷却技术开发

南钢第一炼钢厂(NISCO)生产的部分中碳合金系列钢铸坯在热装热送轧制后,钢板表面会出现裂纹,但冷装轧制不会发生。通过分析代表性钢种AH36钢的热装裂纹产生的机理,开发了铸坯快淬三次冷却技术,使板坯表面中心区温度下降约50 ℃。该技术满足了连铸坯热装热送,提高了生产效率和能源利用,也有效避免了AH36为代表的中碳合金系列钢热装裂纹产生,钢板表面裂纹发生率由3.80%下降至0.47%。     

热轧中碳钢卷边部裂纹的形成机理与控制

为了研究中碳钢热轧卷边部裂纹缺陷的形成机理,制定相应工艺控制措施,降低中碳钢热轧卷边部裂纹废次率。通过在热轧中碳钢卷缺陷位置取样进行金相观察、扫描电镜分析以及对比轧制试验。结果表明,中碳钢热轧卷边部山峰裂纹的形成原因是连铸坯存在角部横裂纹,轧制后延伸造成;边部发纹的形成是轧制过程连铸坯窄面折叠至宽面造成。根据这一研究结果,通过调整中碳钢成分、提高连铸机精度、优化二冷配水模型、应用倒角结晶器和动态调整结晶器锥度等措施,中碳钢热轧卷裂纹废次率降低到0.10%以下,降幅达到了90.59%,改善效果非常明显。     

连铸坯轧制无缝管横向低倍裂纹分析

针对由连铸圆管坯轧制的无缝管在横向低倍酸浸试样上存在的大量周向裂纹,通过采用低倍、金相、电镜及能谱各分析手段,进行了全面的研究,找出了导致这些裂纹形成的原因.     

邯钢新区热轧卷板边裂成因分析和改善

边裂是影响邯钢新区热轧卷板质量的一个重要因素。对热轧卷板边部裂纹缺陷取样,进行金相分析、扫描电镜分析、能谱分析,并对连铸板坯进行对比轧制试验,证实热轧卷板边裂是由连铸板坯角部横向裂纹引起。分析了影响板坯角部横裂的钢水成分、结晶器保护渣、结晶器冷却、二冷水等工艺因素。在此基础上,提出了改善板坯角部横裂的有效措施,即优化钢水成分、改进保护渣性能、优化二冷配水、弱化结晶器冷却等。实施以上措施后,热轧卷板边部裂纹大幅度减少。     

J4酸洗板板面缺陷原因分析

通过对生产中J4酸洗板出现表面纵裂纹、起皮、夹杂缺陷进行系统分析,结合冶炼、浇注、轧制、酸退等工艺,找出了影响酸洗板板面纵裂、起皮、夹杂等缺陷的主要原因是连铸坯表面及皮下夹渣等原始缺陷未清理干净,经后续轧制遗留到热轧板上,最终会形成不同程度的折叠起皮、裂纹等缺陷。