基于铸坯Q235B法兰件热辗扩过程温度场模拟

基于ABAQUS软件建立了三维有限元模型,采用Explicit显式算法对铸坯Q235B法兰件热辗扩成形过程进行数值模拟,研究了辗扩过程中温度场的变化规律。结果表明:辗扩过程中,环件温度始终是中间区域最高,而内外侧表面及上下端表面处为低温区,边缘区域最低,环件中间区域到表面区域的温度呈现由高到低的渐变分布,并且轴向方向上温度还呈现对称分布。本文的研究对铸辗成形工艺的制定与法兰件质量的预测具有指导性的意义。     

基于铸辗复合成形工艺的Q235B环形铸坯

短流程铸辗复合成形工艺利用铸造环坯直接辗扩成形,具有节能、节材和缩短工艺流程等优点。在这种新工艺中,冶炼、铸造工艺对铸坯质量、组织、力学性能有很大的影响。以法兰常用的Q235B碳素钢为研究对象,设计了冶炼铸造工艺,应用ProCAST有限元分析软件对环件的砂型铸造工艺过程进行数值模拟,得到了铸坯不同位置的微观组织,并对缩孔缩松进行了预测;采用砂型铸造工艺对环件铸坯进行工业实验,分析了铸坯的显微组织和力学性能。结果表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合;采用该铸造工艺得到的环件铸坯具有较好的力学性能,为后续辗扩工艺的顺利进行提供了有力保障。     

基于铸辗复合成形工艺的Q235B环坯凝固过程分析

短流程铸辗复合成形工艺利用环件铸坯直接辗扩成形,减少了加热次数,缩短了工艺流程。在成形工艺中环件铸坯的质量是保证辗扩成形的关键。基于此设计了法兰毛坯铸造工艺,并用Pro CAST软件对铸件凝固过程和微观组织进行了模拟。结果显示,不同浇注温度下铸件的缩松、缩孔缺陷留在浇注系统及冒口内。用CAFE模块对凝固组织进行了模拟,结果表明,降低浇注温度有利于晶粒细化。     

Q235B环形铸坯显微组织和力学性能的研究

针对短流程铸辗复合成形工艺,以法兰常用材料Q235B碳素钢作为研究对象,通过金相观察、力学性能测试和断口扫描等试验,研究砂型铸造方式和离心铸造方式对环形铸坯组织和力学性能的影响。结果表明,Q235B碳素钢的室温组织主要由铁素体和珠光体组成;砂型铸坯中的铁素体以块状的形式存在,且晶粒较为粗大,离心铸坯中的铁素体以针状和块状的形式存在,且晶粒较为细小。离心铸坯的抗拉强度和塑性、冲击韧度均明显优于砂型铸坯。砂型铸坯的拉伸断口呈现韧窝和准解理并存的混合断裂特征,冲击断口几乎为完全的脆性解理断裂特征;离心铸坯的拉伸断口几乎为完全的韧性断裂特征,冲击断口由撕裂韧窝区域和解理区域组成。