铁基高温合金叶片精密铸造工艺数值模拟研究

采用MAGMA铸造仿真软件模拟了K213高温合金在精密熔模铸造典型叶片工艺中的充型凝固过程,分析了该合金熔液在充型过程中的流体速度场分布、凝固过程的固相率分布、温度场分布、空隙分布等。模拟结果表明：叶片部位浇注过程中合金液始终处于高温状态,温度约为1 500℃;3 s后叶片部位冲型完毕,叶片边缘首先开始降温,最低温度约为1 400℃,仍高于合金熔点,不易发生缺陷;15 s冲型完毕后,叶片边缘部分区域温度降为约1 230℃;15 min后,在浇口与横浇道连接部位的中心位置温度仍在1 300℃左右,其余部位温度均降至熔点以下,表明补缩功能仍能继续。铸造过程产生的少量凝固缺陷主要集中在叶片根部的表面,对整体性能没有影响,这进一步表明所设计的浇注系统可以满足叶片精密铸造的生产需求。