离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则.研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365.     

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流动物理模拟

采用相似物理模拟法,研究了离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流体体积的变化规律,并与大断面充型流动进行了对比.结果表明:随着补缩时间和旋转速度的增加,补缩过程中渗流流体体积增大;同时随着流体粘度和多孔介质孔眼数的减小,补缩过程中渗流流体体积也相应增大;当铸型顺时针旋转时,浇道左侧相对于右侧,先进行补缩渗流;补缩过程中渗流流动与大断面宏观充型流动相比,在相同时间内,渗流流体体积减少.     

微尺度空间内离心铸造过程的流动方程及相似准则(英文)

通过相似物理模拟方法研究离心力场下液态金属在微尺度空间内的流动过程,相似准则的推导是工作的重点。在传统流动方程的基础上,充分考虑微精密铸造过程中特殊的物理条件,推导了离心铸造过程液态金属在微尺度空间内充型流动时满足的流动方程和伯努利方程,为微尺度空间内液态金属的充型流动过程数值模拟提供了数学模型。同时,依据微流动方程和相似理论,获得了离心力场下物理模拟微尺度空间内液态金属流动过程的相似准则,从而实现微流动过程的可视化观察和定量分析。     

离心铸造AZ91D镁合金熔体充型流动规律研究

采用数值模拟方法,借助AnyCasting软件模拟了镁合金离心力场下的充型流动过程,研究了立式离心力场下离心转速、浇注温度和模具预热温度对AZ91D镁合金熔体充型流动的影响。结果表明:随着离心旋转速度的增加,合金熔体的充型能力增强,浇不足的缺陷得到改善;实验过程中浇注温度和模具预热温度对合金熔体充型时间影响不明显;研究了镁合金的流动性,结果表明实验结果和模拟结果相吻合。     

钛合金离心精密铸造充型过程计算机模拟

建立了离心力场下铸造充型流动的数学模型 ,在自行研制的三维铸件充型 /凝固模拟软件 (CASM 3DforWin dows)基础上 ,研制开发了相应的离心力场铸造充型的计算机模拟软件。对钛合金薄壁铸件在重力场下及不同离心精密铸造工艺条件下的充型过程进行了实例模拟计算。计算结果表明 :在离心力场下金属液的薄壁充型能力比重力浇注强得多 ,而“拐头反充”式离心浇注方式是一种合理的离心力场下的铸造工艺方案     

基于PTV的钛合金离心铸造物理模拟流速表征

针对钛合金立式离心铸造过程,结合粒子追踪测速技术(PTV),对相似钛合金流体充型速度进行定量表征。首先,基于物理模拟相似性原理,设计了试验模具,配置了常温相似流体;其次,进行了不同转速和浇注速度参数的物理模拟试验,并采用PTV方法获得粒子随流体运动的瞬态速度;最后分析了流体运动特征:示踪粒子会沿着与旋转速度相对的型腔壁面运动;低转速条件下适当提高离心转速和减小浇注速度有利于流体平稳充型。     

TiV15Cr3Sn3Al3合金熔体离心力场下充型流态分析

本文分析了金属型离心浇铸TiV15Cr3Sn3Al3(Ti 15 3)合金铸件的充型过程 ,得出了熔体在离心充型过程中的层流判据 ,以及熔体截面倾角的变化规律。总结了在离心力场下铸件内气孔和缩松的分布规律。计算结果表明 :离心力场下充型时 ,熔体可保持的层流长度随转台转速的提高而减小 ;转台转速足够高时 ,最大倾角随转台转速的提高而增大。     

离心铸造下微尺度充型流动的相似物理模拟(英文)

利用获得的相似准则,采用相似物理模拟方法,研究离心铸造过程中液态金属在微尺度空间内的充型流动规律。结果表明:在微尺度条件下,模拟流体优先充填横截面积最大的流道,当转速提高到964 r/min时,才会同时充填0.1 mm的微流道;在充型流动过程中,流体总能量保持不变,流体的自由液面是以转轴为圆心的规则圆弧面;充型速度随时间的增加而增大,迅速达到一个极值,然后随着时间的增加,变化逐渐趋于平缓,同时随着转速的增加充型速度达到峰值的时间也会极剧缩短。     

TiV15Cr3Sn3Al3合金溶体离心力场下充型流态分析

本文分析了金属型离心浇铸ＴｉＶ１５Ｃｒ３Ｓｎ３Ａｌ３（Ｔｉ－１５－３）合金铸件的充型过程,得出了熔体在离心充型过程中的层流判据。以及熔体截面倾角的变化规律。总结了在离心力场下铸件内气和缩松的分布规律。计算结果表明,离心力场下充型时,熔体可保持的层流长度随转台转速的提高而减小;转台转速足够高时,最大倾角志台转速的而增大。     

Ti-6-4合金熔体离心铸造过程中流态分析

针对金属型离心浇铸Ｔｉ６Ａｌ－４Ｖ（Ｔｉ－６－４）合金人工骨关节,对其充型过程进行了理论分析,得出了熔体离心充型过程中的层流判据以及熔体自由面仍的变化规律,结果表明,离心力场下,熔体充型时可保持的层流长度随转台转这的提高而减小;熔体自由表面将发生倾斜,最终趋于竖直,此外,讨论了离心力场下铸件内部卷入性气孔和偏中心线缩松的产生原因及分布规律。     

Analysis of filling process of Ti6Al4V alloy melt poured in permanent mold during centrifugal casting process

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆａｔ ｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｐｏｔｅｎｔｉａｌａｔｔｒａｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ .Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ,ｆｏｒｔｈｅｉｒｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ,ｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅ ｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ ,Ｔｉ6Ａｌ4Ｖｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓａｒｅｂｅｉｎｇａｐｐｌｉｅｄ…     

Ti-15-3合金熔体离心浇注过程中流速分析

分析了金属型离心浇注Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ｓｎ－３Ａｌ（Ｔｉ－１５－３）合金铸件过程中型腔内的流速分布,得出了离心浇注过程中充型速度Ｖ和时间ｔ与充型长度ｘ,以及转台的最大转动角速度ω０ｍａｘ与型腔直径Ｄ和长度Ｌ之间的关系。计算结果表明,离心浇注过程中,合金液的充型速度和时间是充型长度的函数,均随充型长度的增大而增大。转台的最大允许旋转角速度随型腔长度和直径的增大而减小。实验结果表明,当转台转速ω０为２８０ｒ／ｍｉｎ时,铸件内出现了气孔,从而验证了理论计算结果。     

Flow equation and similarity criterion during centrifugal casting in micro-channel

Liquid metal filling flow process in the microscale during the centrifugal casting process was studied by means of similar physical simulation. The research was focused on derived similarity criterion. Based on the traditional flow equations, the flow equation and the Bernoulli's equation for liquid metal flows in micro-scale space were derived, which provides a mathematical model for numerical simulation of micro-scale flow. In the meanwhile, according to the micro-flow equation and the similarity theory, the similarity criterion for the physical simulation of the mold filling behaviors was presented under centrifugal force field, so as to achieve the visual observation and quantitative analysis of micro-flow process.     

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布.结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合.