基于铸件凝固过程的排气管缺陷分析

以金属凝固理论为基础,I-DEAS和CASTsoft_CAE软件为平台,建立排气管凝固过程的三维模型,对排气管凝固过程的温度场进行数值模拟,温度最大值出现在排气管接口处,最低温度出现在排气管底部;应用新山判据对铸件可能出现缩孔、缩松等铸造缺陷的位置进行预测,预测结果说明缺陷出现在排气管接口处.     

复杂薄壁框类铝合金铸件工艺设计及数值模拟

介绍了一种复杂薄壁框类铝合金铸件的铸造工艺:采用三箱造型,设计了所需砂芯结构,并对中箱造型工艺进行了简化。设计了圆形底注式浇注系统,借助ProCAST软件研究铸件充型和凝固过程。根据初始方案模拟得到缩孔、缩松位置分布和大小,通过在预测的缺陷处合理放置冒口、保温套和冷铁等对铸件进行有效补缩,基本消除了缩孔、缩松等铸造缺陷。     

基于华铸CAE的核主泵支承座铸造缺陷分析及工艺改进

压水堆核电站主泵支承座在砂型铸造的过程中出现了缩松、缩孔等缺陷,为了解决该问题,采用华铸CAE软件纯凝固计算模块对铸件铸造工艺进行模拟,并预测了铸件产生缩松、缩孔的位置。基于铸件缺陷的分析进行了铸造工艺的优化。结果表明,优化工艺后生产的支承座有效地防止了缩松、缩孔等缺陷,效果显著。     

基于计算机仿真的核级蝶阀阀体铸造工艺研究

通过三维造型软件对蝶阀体创建实体三维造型,采用JSCAST软件模拟分析铸件的凝固及充型过程,预测铸件在铸造过程中所可能产生的裹气现象、充填不良、缩松及缩孔等缺陷问题,根据模拟的结果优化工艺参数。结果表明,铸造工艺经过改进后,充型时较为平稳,结束充型后铸件上的温差很小,且按照一定顺序进行凝固,无有害的热节存在,同时缩松及缩孔现象消失。     

大型铸钢件缩孔缩松模拟计算临界值确定研究

为了建立模拟计算中缩孔缩松判据与实际缺陷尺寸之间的对应关系,利用Pro CAST软件最新缩孔缩松判据对铸钢试板(1 200 mm×800 mm×100 mm)凝固缺陷进行了预测,并与实际探伤结果进行了比较。计算结果表明,铸件凝固过程的自然对流对预测的缺陷位置影响非常显著。考虑自然对流后,比较模拟计算结果与无损检测结果发现,缩孔缩松临界值取0.15%,可与高能射线探伤精度为Φ2 mm的缺陷尺寸相当。该临界值可为后续的模拟计算提供非常有价值的参考。     

铍铝合金支撑座熔模铸造数值模拟

铍铝合金具有很宽的结晶温度区间,铸造凝固过程中易出现缩孔缩松等缺陷。为了优化其工艺方案,采用ProCAST软件对铍铝合金支撑座熔模铸造过程的温度场、流场进行数值模拟,预测缩孔缩松缺陷分布规律,并进行浇注实验验证。结合模拟结果对铸造工艺参数进行优化,结果表明,在优化浇道位置的同时,将铸件薄壁位置壁厚从6 mm增加至10 mm,可有效抑制铸件中缩孔缩松缺陷的产生。     

圆锥破碎机躯体铸钢件的铸造工艺设计及模拟优化

采用三维制图软件对圆锥破碎机躯体铸钢件进行实体造型,将现代工艺和计算机模拟技术相结合,利用View-cast软件对躯体铸钢件凝固过程进行分析。通过模拟软件的计算,清晰显示了该躯体件缩孔和缩松产生的位置。在此基础上设计该铸件的浇冒口系统,包括浇注系统的结构、冒口数目及尺寸等。通过对改进方案的模拟优化,最终消除了铸件中的缩孔和缩松缺陷。     

大型导向叶片铸钢件的数值模拟与工艺优化

利用三维绘图软件Pro/E对大型导向叶片铸钢件做实体造型,应用数值模拟软件View Cast对铸件完成铸造过程温度场的数值模拟,预测铸件产生缩松、缩孔的部位和形成原因.根据模拟结果初步设计了导向叶片的补缩系统工艺方案,对设计的工艺方案进一步模拟优化,最终获得了合理的补缩系统工艺方案.     

铸钢件凝固过程计算机模拟技术应用研究

介绍清华大学开发的计算机三维数值凝固模拟软件FT—Star的功能及其在二重集团公司的工艺性试验和应用研究。解决了软件实际应用于铸钢件凝固过程中出现的一些问题,摸索出一些计算经验和规律。对不同铸钢件如何恰当地剖分网格、确定缩孔缩松判据参数、优化补贴工艺设计等都进行了深入研究,保证了计算机数值模拟结果的精确、可靠。实现了铸造缩孔缩松缺陷的预测,避免过去靠经验来进行铸造工艺设计,使工艺设计更具有科学性,大大降低了铸造生产成本。     

利用新山判据对球墨铸铁支架缩松缩孔的预测

为了提高球墨铸铁支架铸件的质量,利用Pro CAST软件对球墨铸铁支架的浇铸过程进行了模拟。采用新山判据进行了铸件缺陷预测,分析了铸件充型、凝固和缩孔缩松分布状况。通过改变排气道的位置和方向改进了缺陷的部位以确保铸件内部质量。通过对比改进方案后的数值模拟结果,确定了合理的工艺方案。结果表明,在铸件缩松缩孔比较明显的地方增加排气口数量,增大排气口直径,使缩松缩孔主要集中在直浇道内。与原始方案相比,改进方案更加合理,得到了优质的铸件。     

重型燃气轮机叶片熔模铸造凝固过程数值模拟

建立了重型燃气轮机叶片真空熔模铸造凝固过程的数理模型,对不同工艺下凝固过程的温度场、糊状区演变及缩孔、缩松形成过程进行了仿真,研究了缺陷形成规律.结果显示,原有工艺下,两种浇注系统均在榫头部位出现缩孔或缩松,与实验结果吻合.采用定向凝固工艺可以避免重燃气轮机叶片产生铸造缺陷.     

Numerical simulation and experimental verification of gravity and centrifugal investment casting low pressure turbine blades for high Nb–TiAl alloy

Gravity and centrifugal investment casting processes of low-pressure turbine blades with high Nb–TiAl alloy were simulated by Procast software. Actual blade components were poured by vacuum induction suspended furnace with Ar protection. The experimental verification indicated that the simulation results were in good agreement with the experimental results. Comparative results had shown that the surface of centrifugal casting blade was more complete than that of gravity casting one. In gravity casting process, molten metal filled the thinnest trailing edge at last, resulting in the generation of misrun defects. Furthermore, the shrinkage porosity and crack defects of gravity casting were much more and dispersive. The internal and external quality of centrifugal casting was much better than that of gravity casting. Microstructures from edge to center of gravity casting blade had no significant change. The microstructure for centrifugal casting blade is finer than that for gravity casting blade, however, a large number of dentritic γ segregation appeared in the blade edge of centrifugal casting, which resulted from the fast cooling rate of centrifugal casting surface.     

LMC法制备定向重型燃机叶片的组织性能研究

利用金相和扫描电镜观察了液态金属冷却技术(LMC)制备的DSM11合金重型燃机叶片不同位置的定向凝固组织和热处理组织,并利用持久试验机测试了相应状态下980℃×220 MPa的持久性能。研究表明,随着叶片取样位置远离冷却盘,缩孔的尺寸增加,η相的析出倾向增大,γ+γ′共晶尺寸增加,导致了叶片不同位置热处理组织和持久性能的差异。     

TiAl合金增压涡轮断裂分析

某TiAl合金增压器涡轮在超速试验转速达8.6×104r/min时发生断裂失效。通过对失效的TiAl合金增压涡轮及涡轮叶片断口进行宏、微观观察及分析,以确定其失效原因。结果表明：涡轮和涡轮叶片断口的断裂特征主要由沿层断裂及穿层断裂组成;涡轮断裂是从增压器涡轮和涡轮轴颈相连接的圆弧过渡区域处的铸造疏松起源并发生断裂;涡轮断裂失效与层取向、铸造缺陷、圆弧过渡及离心力有关。     

一种解决垂直线铸件缩松的工艺方法

利用MAGMA凝固模拟软件预测垂直造型线铸件热节部位和缩松缺陷,模拟结果表明凝固后期形成的孤立热节是产生缩松的主要原因.采用顺序凝固原则可以解决部分缩松问题,但不能解决所有补缩问题.通过优化铸造工艺,改变内浇口位置并重新模拟,发现孤立热节得到了消除,试验结果与模拟吻合,缩松问题得到了彻底解决,利用凝固模拟优化冒口成功提...     

重型燃气轮机叶片熔模铸造过程数值模拟

随着重型燃气轮机的日益发展,对于叶片的热强性提出了极为苛刻的要求。重燃叶片形状复杂且厚大,叶身部位为复杂内腔的薄壁结构,极易出现缩孔、缩松缺陷。为了研究缺陷形成规律,改进其工艺方案,基于有限元法,对充型、凝固过程中的流场、温度场演变及缩孔、缩松形成过程进行了仿真。计算结果显示,原有工艺充型过程中液流有可能在叶盆中部汇合,容易在此处形成卷气。由于榫头上部内浇道较薄,先凝固,造成从冒口向榫头下部的补缩通道阻塞,两种浇注系统均在榫头部位出现缩孔或缩松。对相应工艺进行了实际浇注,试验得到的缩孔、卷气情况与模拟结果吻合。为避免缺陷,应改进原来的浇注系统,在合适的位置设计较大的内浇道。     

Formation mechanism of shrinkage and large inclusions of a 70t 12Cr2Mo1 heavy steel ingot简

Shrinkage cavities and large inclusions are serious internal defects of heavy steel ingot and influence the quality of subsequent forgings.In order to remove these two types of defects,a 70 t 12Cr2Mo1 heavy ingot fabricated by vacuum carbon de-oxidation process was sectioned and investigated by means of structure observation and EDS analysis.To further study the forming mechanism of shrinkage and inclusion defects and find possible solutions,simulation on pouring and solidification processes was also carried out using Fluent and ProCAST software,respectively.Results show that the shrinkage defects do not appear in the middle-upper part of the ingot.The critical value of shrinkage cavity criterion is ascertained as 0.013 on the basis of sectioning investigation and simulation results,which can be used in computer simulation to predict and avoid shrinkage defects in production of 12Cr2Mo1 ingots with different weights.However,large inclusions are found at the bottom of the ingot body.The bad thermal conditions of the ingot surface and large amount of entrained slag are the main origin of the large inclusions.The simulation result of the pouring process shows that large inclusions may be eliminated by combined measures of improving the top thermal condition and controlling the height of rudimental molten steel in the ladle to above 300 mm.     

MIM418涡轮的射线检测及其缺陷分析

采用不同的射线设备对注射成形的MIM418涡轮进行检测,并对缺陷进行了解剖,采用光学显微镜OM和扫描电镜SEM观察其形貌,和EDS确定其成分,采用MIM TAB 软件对涡轮不同部位的缺陷进行了统计分析,并研究了热等静压（HIP）对缺陷的影响。研究结果表明：胶片x射线设备比实时呈像具有更高的检测灵敏度,微焦点射线设备,不适用于MIM418涡轮得检测,X射线检测和缺陷形貌观察表明在涡轮心部易于形成裂纹,相比较心部,在叶片处的气孔型缺陷更多一些,采用HIP可大幅度降低气孔型缺陷,但裂纹并不能愈合。     

核电厂低压缸汽轮机转子叶片的渗透检测

针对国内某核电厂运行期间发生汽轮机叶片断裂事件,通过对叶片运行时的受力情况及易产生缺陷区域进行分析,明确了缺陷不能被完全检出的原因;通过比较试验法,改进并确定了最优的渗透检测工艺,并在核电厂大修中取得良好效果.     

定向凝固简化空心叶片热应力数值模拟

定向凝固叶片在凝固过程中产生的热应力会导致叶片最终存在残余应力、变形甚至裂纹而使得叶片报废,故研究叶片凝固过程的热应力变化具有重要意义.通过数值模拟的方法可以对叶片的凝固过程热应力进行模拟,得出应力变化情况,对叶片可能产生的缺陷进行预测.文中采用商用软件ProCAST对定向凝固简化空心叶片的热应力场进行数值模拟,分析空心叶片凝固过程中的热应力变化情况,并通过切割法测量了铸件的残余应力,模拟结果与实验结果吻合较好.