摘要：针对高速凝固法(HRS法)定向凝固设备的现有问题,集成了中心加热系统和底部水冷散热系统,在原有HRS单晶炉基础上改进了加热冷却方式,设计了一种新型高效的大模组单晶叶片生长设备。通过商业建模软件UG和有限元模拟软件ProCAST,对新型单晶炉在定向凝固过程中,螺旋选晶器的温度场演化过程和晶粒生长行为进行了研究。结果表明,新设备显著提高了固液界面前沿的温度梯度及其稳定性,有效解决了单晶铸件生长过程中的阴影效应问题,减少了单晶叶片的铸造缺陷,提高了单晶品质和叶片合格率。

摘要：利用Gleeble-1500热模拟机、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对渗碳钢23CrNi3Mo的连续冷却相变规律以及等温转变规律进行了研究,并基于此,设计了一种新的热处理冷却工艺。研究结果表明,渗碳后试样以0.05℃/s和0.1℃/s的冷速连续冷却时,表面渗碳层为高碳马氏体组织,过渡区为高碳马氏体+下贝氏体的混合组织,基体为下贝氏体组织;渗碳试样外表面在高温段以较低的冷速(0.05~3℃/s)连续冷却时,碳化物沿晶界析出形成网状碳化物;无渗碳的实验钢的贝氏体等温转变温度范围为375~450℃。新的热处理冷却工艺为:试样在880℃保温完成后,采用快速冷却工艺,以冷速大于等于5℃/s进入贝氏体转变温度区,直接入450℃的盐浴炉,入炉后均温5~10min,在低温转变区即贝氏体转变温度区间,采用慢速冷却工艺,冷速小于等于0.1℃/s。获得的试样渗碳层深度为1.4mm,国外的阿特拉斯钎头渗碳层深度为1.2mm,两者基本相同,但前者硬度分布更加平缓;两者表面显微组织均为高碳马氏体组织,过渡区均为马氏体加下贝氏体组织,基体均为贝氏体组织。通过设计新的热处理冷却工艺,获得了与国外钎头相同水平的试样。

摘要：根据多晶硅生产中固渣浆料的处理特点和难点,设计开发了一套连续密闭的干燥机,通过一定简化后,建立了干燥机的三维模型,并应用CFD软件Fluent14.5初步模拟了干燥机内的流体流动,计算中采用RNG_(κ-ε)湍流模型。结果表明:在辐杆与螺带和旋转锥筒连接处有大量的漩涡产生,边界层分离;在旋转锥筒和内、外螺带的搅拌作用下,流体连续流动,形成轴向、径向与切向流,湍流程度加剧;锥筒外的湍流程度比锥筒内的显著。构建了连续式双螺旋干燥机小试装置实验系统,在全满流状态下,以浓盐水代替固渣浆料进行冷模实验,研究了轴向、径向和切向三维分速度的分布特征。实验结果表明:锥筒转速和循环量对流体轴向速度作用不明显,在螺带和锥筒作用下形成的涡流具有二次导流作用,带动流体切向和径向周期运动。实验结果与流体仿真结果表现出良好的一致性,均证明了连续式密闭嵌套的双螺带干燥机设计的合理性和有效性。