内冷铁对轧机类厚大截面铸件铸造质量的影响

本文通过现场观察、分析、试验并结合相关铸造工艺,说明内冷铁在大型铸钢件凝固控制方面所起的重要作用,以及对后期铸件无损探伤的有着重要影响。并在原有铸件凝固工艺基础上进一步具体介绍如何优化内冷铁在铸件凝固方面的工艺,从而提高铸件质量,满足探伤要求。     

大型空心锭凝固数学模拟的研究

健全铸件的获得在很大程度上取决于凝固过程的预测和控制,由于铸件的凝固是在铸型内进行而难以直接观察,所以长期以来主要以经验或实测资料作为依据来控制凝固过程。大型电子计算机技术和各种数值计算法的迅速发展给铸件凝固过程的模拟计算提供了条件。本文在2t空心钢锭凝固过程热模拟实验的同时,进行了数学模拟。计算结果表明,数学模拟数据合理、准确、可靠,能正确反映空心锭的实际凝固过程。在此基础上,本文对空心锭的温度分布、凝固前沿、凝固参数、二次枝晶臂距以及成分偏析也进行了数学模拟,并取得了满意的结果,为空心锭的实际生产打下了基础。     

论大型钢锭和铸件低倍偏析的形成机理

1.绪言从微观的、宏观的观点,对大型钢锭和铸件的凝固与偏析所作的研究结果表明,钢的凝固是以树枝状形态进行的,并已弄清钢的凝固与偏析之间有着密切的关系。本文想进一步以上述结果为基础,对钢锭和铸件生成的∧偏析、负偏析带以及其它低倍偏析的成因,并附带地对铸件与钢锭的解剖调查结果和基础模型试验结果等,加以     

大型薄壁铝合金件移动磁场铸造充型过程

随着现代科技的飞速发展，铸造铝合金作为传统的金属材料，在航空、航天、汽车、机械制造等行业仍占有重要地位。而大型薄壁整体铸件的生产是机械制造中的一项重要任务，它能确保铸件具有更强的竞争力和更广的应用范围，可以取代一些其他方法生产的工件。但是薄壁件散热面积大，凝固速度快，导致液态金属充型能力差，因此必须采用特殊的充型技术。所以研究移动磁场铸造条件下大型、薄壁铝合金铸件的充型和凝固规律是非常必要的。     

大型异形铝铸件的铸造工艺研究

大型铝铸件,按其形状可分为常见形状铝铸件和异常形状铝铸件,前者的铸造工艺规律性较强,笔者在《大型常形铝铸件的铸造工艺研究》一文中已进行了较详细的讨论并给出了较为成熟的铸造工艺模式。而异常形状铝铸件的铸造工艺难度则更大一些,常需依赖于丰富的生产实践经验及借助于计算机凝固模拟分析技术。笔者对二十多年来所做的管体、轮毂、支腿垫块、螺旋桨等典型产品较为成熟的铸造工艺进行介绍。本文旨在通过对典型产品的工艺案例进行分析,探讨对大型异常形状铝铸件的铸造工艺设计方法。     

钢中缺陷及对机械制件的影响

机械零件的使用寿命与钢中缺陷有着密切的联系,且设备事故多数与钢中存在着不允许的缺陷有关。 1.缩孔与缩孔残余 铸件在冷却和凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩的结果,往往使铸件在最后凝固的地方出现孔洞(容积大而集中的孔洞称为缩孔,细小而分散的孔洞称为缩松)。 铸件中也常常遇到蜂窝状缺陷,它的形状象蜂窝,主要出现在铸件的热节处或冒口下方,它由缩孔、气孔及夹渣组成。 对于重要的钢材或大型锻件大都使用镇静钢,浇注镇静钢的铸型除一部分采用敞口小钢锭外,绝大部分采用带保温帽的上大下小的,通常为四方形和多边形的铸型。镇静     

悬浮铸造技术及其应用

悬浮铸造作为一种新兴的金属凝固控制技术，在铸钢件，尤其是大型铸钢件及其它合金的大型铸件生产中获得应用，取得了令人满意的效果。本文介绍了悬浮铸造工艺的基本原理及其在国内的应用情况     

水平轴离心铸造套筒凝固过程温度场数值计算

本文通过分析水平轴离心铸造长／径比小于５的圆筒型铸件的凝固过程，建立了表征铸件凝固过程的二维传热模型，并采用交替隐式差分的方法对离心铸造４５＾＃碳钢单材质套筒凝固过程温度场进行了数值计算。结果表明：套筒凝固过程表现为沿径向从靠近模具有铸件外表面层向内表面层、轴向从靠近端盖的铸件层向套筒长度中心部位顺序凝固的特点。模具初温对铸件的凝固速度也有重要的影响。提出减少套筒内表面形成的型腔对外界冷空气的卷吸     

发热冒口在铸钢中的应用

金属液体在凝固过程中都有不同程度的体积收缩,为了使铸件内部致密,在铸件上需设置冒口,其作用是:1)以其中一部份钢水补充铸件,消除铸件本身因凝固收缩而产生的缩孔,此部份钢水约占冒口重的15～20％;2)以其中大部份钢水来保持足够的热量使冒口最后凝固。因此,一般冒口重量常占铸件重量的25～60％,齿轮等铸件,冒口重有时达到铸件重量的100％,使铸件的工艺成品率仅达50～60％。因此,提高冒     

球墨铸铁件的凝固数值模拟

采用直接差分法对典型球铁件曲轴凝固过程中的温度场和体积变化进行了数值模拟。模拟计算中发现铸件内某处先于冒口颈凝固,并把整个铸件分成若干个互不连通的区域,进而提出对其凝固过程体积变化分区计算的方法。模拟中考虑了共晶前期的温度回升及二次收缩等球墨铸铁件的特有现象。以凝固过程中铸件的体积变化作为判断是否产生收缩缺陷的参数,并根据温度场判断收缩缺陷的位置。模拟计算结果与实际生产验证基本相符。利用球铁铸件凝固过程的计算机模拟,为优化球铁铸件的生产工艺,生产出致密无收缩缺陷的合格产品提供了科学依据。     

ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢铸件微观组织的数值模拟

以长江三峡水轮机叶片所用材料为研究对象,浇铸了两种类型的大型试件。用金相显微镜和SEM观察了试样铸态微观组织形态,测定了奥氏体晶粒尺寸以及奥氏体晶粒内马氏体板条束个数和马氏体板条间距。结合相图分析了ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢铸件的凝固相变过程,提出了适于数值模拟的物理和数学模型。将数值模拟结果与实验结果进行了对比,从实验和模拟计算两个方面进一步阐明了ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢铸件凝固时的相变过程。     

铸拉中凝固壳破裂极限的计算

从结晶器内壁表面粗糙度的假设出发，提出了处理结晶器与铸件间间隙接触的方法，得到了结晶器与铸件间的间隙值及摩擦应力值，同时分析了引起凝固壳破裂的原因，建立了判断凝固壳破裂极限条件的模型，并利用此模型对铸拉工艺的极限速度进行了计算，结果表明，计算值与实测值比较接近。     

ZG0Crl3Ni4Mo不锈钢铸件微观组织的数值模拟

以长江三峡水轮机叶片所用材料为研究对象，浇铸了两种类型的大型试件。用金相显微镜和SEM观察了试样铸态微观组织形态，测定了奥氏体晶粒尺寸以及奥氏体晶粒内马氏体板条束个数和马氏体板条同距。结合相图分析了ZGOCr13Ni4Mo不锈钢铸件的凝固相变过程，提出了适于数值模拟的物理和数学模型。将数值模拟结果与实验结果进行了对比，从实验和模拟计算两个方面进一步阐明了ZGOCr13Ni4Mo不锈钢铸件凝固时的相变过程。     

凝固过程数值模拟技术在铸钢轧辊中的应用

本文介绍了铸造过程模拟优化CASTsoft系统,并对铸钢轧辊凝固过程中的温度场和应力场进行了模拟计算,对铸件整个凝固、冷却过程中的热裂、冷裂倾向性进行预测。温度场计算表明轧辊凝固过程中补缩通道发生变化。轧辊应力场模拟包括铸件凝固、冷却及落砂后冷却整个过程。以凝固过程中准固相区的等效应力与强度的比值分布规律为依据,对该铸件的缩孔、缩松区域进行了预测,给出了危险区的位置。通过对模拟结果与实际铸钢轧辊检测数据对比,进一步优化了铸造工艺,提升了收得率。     

CAE数值模拟在铸钢车轮件铸造中的应用

应用华铸CAE铸造工艺分析软件对铸件凝固过程进行数值模拟,通过计算机直接观察其充型与凝固过程,预测铸造缺陷的部位及其大小,根据缺陷优化调整工艺,制定出最佳工艺方案,生产出合格的铸件。     

低温快浇和冒口保温铸造工艺的应用研究

浇注温度控制和冒口保温技术是大型铸钢件生产控制中的关键环节,也是决定铸件质量的重要因素,同时影响铸件生产成本和经济效益.     

铜合金常见形状厚壁铸件的铸造工艺研究

要获得质量完好的铜合金厚壁铸件（尤其是大型厚壁铸件），在铸造生产中是一个难度较高的问题。铜合金厚壁铸件根据其形状又可分为常见形状厚壁铸件和异常形状厚壁铸件，前者与后者相比，铸造工艺规律性较强。本文根据多年的生产实践经验，辅之计算机凝固模拟分析技术，对典型的常见形状厚壁铸件按轴套类、轴瓦类、斗帽类、滑块类、轮系类、阀体类、窄板类进行分类，并给出了较为成熟的铸造工艺。本文旨在通过对常见形状厚壁铸件规律性的分析，在保证产品质量的前提下，找出既能使产品得到充分补缩，又能使冒口易于切割；既能使工装、操作工序简洁，又能获得较高的工艺出品率的方法。     

离心铸造过程中熔融金属流场和凝固特性的数学分析

采用数学分析方法可以预测离心铸造熔融金属流场和热处理过程中产生的缺陷。采用 VOF法分析浇注期间熔融金属自由表面的特性 ,用温度循环法分析凝固期间凝固潜热所释放的热量 ,并用有限元法计算热应力。对于圆柱形模型 ,采用 90 0转和 15 0 0转两种不同的角速度进行分析。试验结果表明 ,15 0 0转时的环流强度比 90 0转时弱。由于重力作用 ,熔融金属流场的环流层较薄 ,导致铸件上部凝固较快 ,拉伸应力沿铸件外表面分布 ,压应力沿铸件内表面分布离心铸造过程中熔融金属流场和凝固特性的数学分析@焦晓渝…     

Al-Bi过偏晶合金显微组织演变的数值模拟

基于Al-Bi过偏晶合金凝固通过难混溶区阶段产生的液-液相分解及分离的运动行为,采用两相体积平均法,对质量、动量、能量、组分及液滴密度守恒方程进行数值模拟,计算中考虑了形核、扩散长大、Stokes运动及Marangoni运动等多种复杂物理现象的耦合作用,分析了两相运动速度、第二相尺寸分布、第二相体积分数分布以及液滴密度分布对过偏晶合金凝固的显微组织演变及宏观偏析的影响。结果表明,过偏晶合金凝固过程中显微组织演化在不同阶段的主要影响因素不同:凝固初始阶段主要以形核和扩散长大为主;凝固中期和后期第二相迁移运动行为将逐渐占主导作用。凝固过程中,铸件顶角位置首先获得过冷度驱动形核,并以较快的形核速率达到最大形核密度。随着凝固过程不断地进行,第二相小液滴受到的Marangoni力约为Stokes粘滞阻力的两倍,开始由铸件顶角和边缘低温区向中心高温区聚集。凝固时间为1 s时,铸件顶角和边缘第二相小液滴的生长直径和第二相体积分数大于铸件中心位置,而凝固时间为5和7 s时,第二相小液滴直径随铸件中心距离变化的曲线斜率随凝固过程的进行而逐渐变缓,长大速率逐渐变慢。     

高锰钢铸件产生裂纹的机理探讨

分析了高锰钢铸件在实际生产中产生裂纹的原因及铸件凝固过程中各种因素的影响，并针对生产实际提出了预防措施。