摘要：熔模精密铸造在现代铸造行业所占比重越来越大,采用计算机数值模拟的方法模拟熔模精密铸造凝固过程,预测铸造过程可能产生的缺陷,有助于改进以“试错法”为主的传统的工艺设计方式,能够有效的缩短生产周期,节约成本,对于铸造企业来说具有重要的意义。建立了熔模精密铸造凝固过程数值模拟的物理数学模型,采用自行开发的软件模拟了熔模铸钢件的凝固过程,对缩孔缺陷进行了预测,并且将该软件的模拟结果与实际结果进行了对比。

摘要：由于Ni_(3)Al基高温合金具有抗蠕变强度大、耐腐蚀、抗氧化等优异的高温性能。作为多组元的金属间化合物,合金组分的变化会直接影响到Ni_(3)Al基高温合金的性能表现。为优化合金成分,获得最佳的合金性能,研究了晶界强化元素B含量变化对Ni_(3)Al基高温合金组织和性能的影响。结果表明,合理控制B元素含量,能够增加合金的持久时间和塑性。当B元素含量在0.012%~0.021%时,合金在1100℃的拉伸性能和1050℃/100 MPa及1100℃/60 MPa的持久性能达到最佳。

摘要：通过设计不同壁厚薄板铸件,研究了不同壁厚对Ni_(3)Al基高温合金铸件组织和性能的影响。随着壁厚的增加,合金的二次枝晶臂随之增加。从元素分布上看,壁厚的增加会降低合金中Hf、Cr和Mo元素的偏析程度,促进Ti元素向枝晶间的偏析以及Al元素向枝晶干偏析,W元素的偏析程度则总体下降。从力学性能上看,壁厚增加会导致合金的拉伸强度和拉伸塑性显著增加。

摘要：从实验及模拟角度对比研究了引晶段的晶粒密度和取向随晶粒生长高度(研究位置距试样底面的高度)的变化规律,并给出了引晶段参数的设计准则.采用EBSD晶体取向成像技术获得了引晶段截面的晶粒形貌和取向极图;采用CA-FD方法,针对单晶定向凝固过程进行数理建模与仿真,实现了凝固过程的三维宏观温度场与微观组织生长的模拟计算.从宏、微观角度解释了定向凝固过程的晶粒竞争演化行为,为引晶段设计提供理论支持.

摘要：以长江三峡水轮机叶片所用材料为研究对象 ,设计并浇注了两种类型的大型试件。用金相显微镜及扫描电镜观察了铸态下微观组织形态 ,测定了奥氏体晶粒大小、奥氏体晶粒内马氏体板条束个数和马氏体板条间距。分析了ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢铸件凝固相变过程 ,阐明了该材质最终微观组织的特点。试验结果和数值模拟结果进行了对比 。

摘要：研究凝固过程中冷却速度对Al-7Si-0.3Mg-0.15Fe合金凝固参数和组织的影响。为了获得不同的冷却速度,设计了5个不同厚度阶梯的阶梯间。通过计算机辅助热分析法得到冷却速度和凝固参数。结果显示,冷却速度越高,初生α(Al)的形核温度、共晶反应温度以及固相线的温度都越低。当冷却速度由0.19℃/s增加到6.25℃/s时,二次枝晶臂间距(SDAS)从68μm下降到20μm,初生相的体积分数也下降5%。铁相的平均长度由28μm下降到18um,并且提高了铁相在基体中的分布均匀性。此外,冷却速度的提高,有利于促进共晶硅向纤维状分支结构的转变,减少了基体中的块状和板状共晶硅。

摘要：随着重型燃气轮机的日益发展,对于叶片的热强性提出了极为苛刻的要求。重燃叶片形状复杂且厚大,叶身部位为复杂内腔的薄壁结构,极易出现缩孔、缩松缺陷。为了研究缺陷形成规律,改进其工艺方案,基于有限元法,对充型、凝固过程中的流场、温度场演变及缩孔、缩松形成过程进行了仿真。计算结果显示,原有工艺充型过程中液流有可能在叶盆中部汇合,容易在此处形成卷气。由于榫头上部内浇道较薄,先凝固,造成从冒口向榫头下部的补缩通道阻塞,两种浇注系统均在榫头部位出现缩孔或缩松。对相应工艺进行了实际浇注,试验得到的缩孔、卷气情况与模拟结果吻合。为避免缺陷,应改进原来的浇注系统,在合适的位置设计较大的内浇道。

摘要：结合相图分析了ZG0Cr13Ni4Mo(质量分数,％)不锈钢铸件凝固相变过程,提出了适合于数值模拟的物理和数学模型,分别模拟了该材质二维和三维的相变过程,为验证数值计算结果,设计并浇注了两种类型的大型试件,用金相显微镜及扫描电镜观察了铸态下微观组织形态,测定了奥氏体晶粒大小、奥氏体晶粒内马氏体板条束个数和马氏体板条间距。数值模拟结果和实验结果进行了对比,进一步从实验和模拟计算两个方面阐明了ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢铸件凝固时的相变过程。

摘要：重点介绍CAD技术在铸造工艺设计中的应用 ,综合评述了铸造工艺CAD研究的内容和现状 ,展望发展前景 。

摘要：从单晶叶片的选晶过程、HRS定向凝固工艺制备航空叶片及LMC工艺制备重型燃气轮机叶片3方面,简要介绍了数值模拟技术的研究进展。描述了数理模型的建立,对比分析了两种不同的定向凝固工艺的优缺点。螺旋选晶器的设计对单晶叶片的制备影响较大,其设计失效可能会导致选晶效率差,出现杂晶缺陷等。通过对航空叶片温度场及微观组织的模拟,结合试验研究,优化了工艺,成功制备出单晶叶片。重型燃气轮机叶片制备更为复杂,通过数值模拟缩短了研发周期,节约了成本。