基于ProCAST的大尺寸空心定向叶片数值模拟

采用ProCAST软件研究了DZ409合金大尺寸空心定向叶片精密铸造过程的温度场，分析了固液界面前沿的变化，研究了定向凝固过程中浇注温度、型壳温度、拉晶速率对温度场、凝固参数、应力场的影响，并通过G（温度梯度）/R（凝固速率）分析优选工艺模拟凝固组织。结果显示，当浇注温度和模具温度均为1 560℃时，铸件不同位置的温度梯度与G/R值较大，有利于定向凝固柱状晶的生长。低拉晶速率可以获得较大的温度梯度、G/R值，有利于定向柱状晶粒生长。通过选择合适的浇注温度和拉晶速率，可显著改善叶身的晶粒取向。对模拟得到的较优工艺进行试验验证，发现晶粒取向与模拟结果一致。