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真空自耗电弧熔炼铸锭凝固行为多尺度模拟研究进展 被引量：3
1
作者 李俊杰 李盼悦 +4 位作者 黄立清 郭杰 吴京洋 樊凯 王锦程 《金属学报》 北大核心 2025年第1期12-28,共17页
真空自耗电弧熔炼(VAR)是当前钛合金、镍基高温合金等材料高致密、高均匀、无缺陷大型铸锭的主要熔炼技术。数值模拟已成为理解VAR过程中多种尺度物理现象及指导VAR工艺参数优化的重要手段。本文系统梳理了近20多年来国内外在VAR铸锭凝... 真空自耗电弧熔炼(VAR)是当前钛合金、镍基高温合金等材料高致密、高均匀、无缺陷大型铸锭的主要熔炼技术。数值模拟已成为理解VAR过程中多种尺度物理现象及指导VAR工艺参数优化的重要手段。本文系统梳理了近20多年来国内外在VAR铸锭凝固数值仿真模型、宏观传输行为、介/微观组织形貌与缺陷演化以及工艺参数对铸锭质量影响4个方面的模拟研究进展,并对本领域存在的不足及未来的发展进行了分析展望。 展开更多
关键词 真空自耗电弧熔炼 凝固 数值模拟 宏观偏析 微观组织
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双金属液复合锤头侧注式浇注工艺模拟及对其组织与性能的影响
2
作者 缪燕平 张轩睿 +4 位作者 梁云昊 蔡冬根 吴孝泉 张伟强 王艳林 《热加工工艺》 北大核心 2025年第9期147-153,共7页
锤式破碎机结构简单、使用方便,被广泛应用于冶金、矿山等行业。锤头包括锤柄及锤端,在使用过程中要求锤柄具备一定韧性,锤端具有高耐磨性。为使锤头不同部位具备不同性能,采用侧注式浇注方式生产双液双金属复合锤头,利用Procast软件模... 锤式破碎机结构简单、使用方便,被广泛应用于冶金、矿山等行业。锤头包括锤柄及锤端,在使用过程中要求锤柄具备一定韧性,锤端具有高耐磨性。为使锤头不同部位具备不同性能,采用侧注式浇注方式生产双液双金属复合锤头,利用Procast软件模拟铸造双液双金属复合锤头的充型情况及凝固过程中的温度场情况,并对锤头进行热处理,运用XRD、SEM、TEM、显微硬度仪等对复合锤头显微组织、元素的扩散行为以及硬度进行系统研究。结果表明:侧注式浇冒系统铸件在凝固过程中,温度变化均匀,充型平稳;合理匹配浇注工艺和热处理工艺参数,可有效改善铸造缺陷;锤端高铬合金为马氏体,分布着呈骨架状的渗碳体和(Fe,Mn)_(3)C合金渗碳体,锤柄碳钢组织主要为贝氏体和细小的回火屈氏体。锤端高铬部位的硬度达到57.65 HRC、碳钢锤柄的硬度为26.74 HRC。 展开更多
关键词 双金属复合锤头 双液铸造 侧注式浇注 高铬合金 Procast模拟
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基于数值模拟的飞轮铸造过程温度场特征与缺陷预测研究
3
作者 吴朝阳 谢占山 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期190-194,200,共6页
针对飞轮铸造过程容易出现缺陷问题,利用铸造的基本理论与方法确定飞轮、冒口与冒口颈模数与冒口与冒口颈截面尺寸,设计了QT500-7飞轮的铸造工艺方案,运用数值模拟的方法,以AnyCasting为仿真平台,开展了飞轮充型过程中温度场特征研究、... 针对飞轮铸造过程容易出现缺陷问题,利用铸造的基本理论与方法确定飞轮、冒口与冒口颈模数与冒口与冒口颈截面尺寸,设计了QT500-7飞轮的铸造工艺方案,运用数值模拟的方法,以AnyCasting为仿真平台,开展了飞轮充型过程中温度场特征研究、充型过程凝固特征分析、飞轮缩松位置分析、飞轮概率缺陷特征分析。模拟结论表明,冒口与浇道位置的温度最高,远离冒口位置温度较低,指出了飞轮凝固过程中飞轮中液态金属的孤立区位置,并有效预测了飞轮可能出现缩松位置。研究结论为降低飞轮次品率以及提高飞轮制造质量提供了有益帮助,同时也为飞轮铸造工艺后续改进奠定了基础。 展开更多
关键词 飞轮 数值模拟 铸造 温度场 工艺改进
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液-固复合铸造工艺改善大规格钢锭内部缺陷的数值模拟研究
4
作者 康丽 曹文正 +2 位作者 陈慧琴 刘燕 王芳 《铸造设备与工艺》 2025年第2期1-6,15,共7页
本文采用数值模拟方法研究了一种基于液-固复合铸造工艺生产大规格钢锭的技术,具体方式为预先在铸型中放置制备好的钢锭,再浇注金属液,使金属液包覆在钢锭表面,最终得到要求尺寸的产品。本文建立了包括铸型、锭芯、包覆层在内的的大规... 本文采用数值模拟方法研究了一种基于液-固复合铸造工艺生产大规格钢锭的技术,具体方式为预先在铸型中放置制备好的钢锭,再浇注金属液,使金属液包覆在钢锭表面,最终得到要求尺寸的产品。本文建立了包括铸型、锭芯、包覆层在内的的大规格钢锭充型凝固模拟的三维有限元数学模型。模拟结果表明:相较于传统大型钢锭铸造方式,液-固复合生产工艺在改善钢锭内部缺陷方面表现出显著优势。在本研究中针对400t钢锭,经热平衡计算,通过在铸型内预置直径1200mm、高度4100mm成分一致的锭芯,保持预热温度为800℃、浇注温度为1560℃时可以有效控制大型钢锭温度分布和凝固顺序,从而减少缺陷的生成。 展开更多
关键词 大规格铸锭 液-固复合 冶金结合 数值模拟
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成分对共晶高铬铸铁组织及抗磨性能的影响
5
作者 张静慧 《铸造工程》 2025年第S1期48-54,共7页
从高铬铸铁化学成分、含量对碳化物及基体组织的影响进行了阐述,并就显微组织对合金的宏观抗磨性进行了全面解析。着重从碳铬两种元素对合金共晶成分,对碳化物体量、类别、形貌以及分布状态进行说明,进一步就共晶组织对铸造成形、退火... 从高铬铸铁化学成分、含量对碳化物及基体组织的影响进行了阐述,并就显微组织对合金的宏观抗磨性进行了全面解析。着重从碳铬两种元素对合金共晶成分,对碳化物体量、类别、形貌以及分布状态进行说明,进一步就共晶组织对铸造成形、退火、淬火处理及机加工等工艺性进行剖析,就铬碳比对合金韧性及硬度进行论述,最后就辅助元素镍钼铜对提高材料淬透性的影响,常存元素硅锰磷硫对合金抗磨性的作用进行了分析。 展开更多
关键词 化学成分 高铬铸铁 碳化物 基体 组织 抗磨性
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采用PMO改善20CrMnTi钢的凝固组织和偏析研究 被引量：3
6
作者 杨阳 黄雁 +3 位作者 刘海宁 仲红刚 徐智帅 李仁兴 《上海金属》 2025年第1期67-75,共9页
结合数值模拟与工业试验,研究了脉冲磁致振荡(pulsed magneto-oscillation,PMO)对180 mm×180 mm的20CrMnTi钢连铸方坯凝固组织和元素偏析的影响。采用COMSOL软件建立连铸坯三维数值模型,计算了PMO对铸坯流场和温度场的影响。结果表... 结合数值模拟与工业试验,研究了脉冲磁致振荡(pulsed magneto-oscillation,PMO)对180 mm×180 mm的20CrMnTi钢连铸方坯凝固组织和元素偏析的影响。采用COMSOL软件建立连铸坯三维数值模型,计算了PMO对铸坯流场和温度场的影响。结果表明:PMO作用于铸坯液芯产生双环流,促进了铸坯表面和心部的热交换。在设定的PMO线圈安装位置和生产工艺下,下环流液相过热度消失,有利于游离晶的增殖和长大,从而细化凝固组织并改善元素偏析。试验结果与模拟结果吻合较好,经PMO处理的铸坯中心缩孔数量和尺寸均显著降低,铸坯心部碳偏析指数从1.38降至1.07,Si、Cr、Mn元素偏析基本消除。 展开更多
关键词 脉冲磁致振荡 20CrMnTi 钢 数值模拟 凝固组织 元素偏析
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浇注温度对DD10母合金微观偏析及碳化物的影响
7
作者 王涵 成国光 +1 位作者 张涛 张云天 《稀有金属》 北大核心 2025年第7期971-981,共11页
DD10是一种新型的镍基单晶高温合金,针对其母合金易出现微观偏析等凝固缺陷问题,本文运用Thermo-Calc热力学软件以及微观偏析模型计算冷却速度对微观偏析的影响规律,并利用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)等实验方法研究浇注温度对DD10... DD10是一种新型的镍基单晶高温合金,针对其母合金易出现微观偏析等凝固缺陷问题,本文运用Thermo-Calc热力学软件以及微观偏析模型计算冷却速度对微观偏析的影响规律,并利用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)等实验方法研究浇注温度对DD10母合金微观偏析和碳化物的影响机制。微观偏析模型计算结果表明,随着冷却速度的增大,微观偏析减弱。结果表明,DD10母合金的显微组织为典型的树枝晶,随着浇注温度的降低其二次枝晶间距减小,冷却速度增大;母合金的微观偏析随浇注温度的降低呈现先减弱后增强的趋势。此外,随着浇注温度的降低,碳化物的析出量和尺寸先降低后增大,而碳化物的数量持续降低。因为微观偏析程度受二次枝晶间距和液相流动性的共同影响,在适当的浇注温度时,合金的二次枝晶间距适中,液相流动性也较好,故而微观偏析程度较轻;碳化物的析出过程主要受微观偏析和二次枝晶间距的影响,微观偏析越严重,碳化物析出量越多,而二次枝晶距越小越有利于生成大尺寸长条形碳化物。因此,浇注温度过高易导致大尺寸块状碳化物生成,浇注温度过低则有利于生成大尺寸长条形碳化物。 展开更多
关键词 DD10母合金 浇注温度 冷却速度 微观偏析模型 碳化物析出
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铝合金缸体低压铸造浇注系统优化研究
8
作者 邓伟 宋仲模 +3 位作者 雷基林 罗坤 张勇 彭鹄 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第10期1522-1528,共7页
针对铝合金缸体铸件成形质量差和铸造缺陷多的问题,设计了两种浇注系统方案,采用数值模拟和生产验证的方法,研究了不同浇注方案对铝合金缸体铸件的充型过程、凝固过程的冷却速率以及缩孔、缩松的影响。结果表明,铸件正置底注式方案的充... 针对铝合金缸体铸件成形质量差和铸造缺陷多的问题,设计了两种浇注系统方案,采用数值模拟和生产验证的方法,研究了不同浇注方案对铝合金缸体铸件的充型过程、凝固过程的冷却速率以及缩孔、缩松的影响。结果表明,铸件正置底注式方案的充型过程较为平稳,未出现金属液紊流、飞溅等现象,相较于铸件倒置底注式方案,其平均冷却速率提高了23.91%,铸件的缺陷体积减少了30.13%,有效减少了铸件的缩孔缩松缺陷,故铸件正置底注式方案优于铸件倒置底注式方案。经生产验证,铸件成形质量较好,无明显铸造缺陷,且力学性能良好,满足铝合金缸体铸件质量要求。 展开更多
关键词 发动机缸体 数值模拟 浇注系统 生产验证
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铝合金悬置托臂挤压铸造工艺设计与开发 被引量：1
9
作者 李先洲 柳建国 《铸造工程》 2025年第1期6-10,共5页
对汽车铝合金悬置托臂进行了挤压铸造浇注系统设计与仿真分析。通过采取增加浇道、局部增压和高压点冷措施改善孤立热节冷却条件,对比改进前后浇注系统对铝合金悬置托臂铸件内部缩孔缺陷的影响;同时研究了不同T6处理工艺对铸件金相组织... 对汽车铝合金悬置托臂进行了挤压铸造浇注系统设计与仿真分析。通过采取增加浇道、局部增压和高压点冷措施改善孤立热节冷却条件,对比改进前后浇注系统对铝合金悬置托臂铸件内部缩孔缺陷的影响;同时研究了不同T6处理工艺对铸件金相组织及力学性能的影响,对同类零件的挤压铸造浇注系统设计及T6处理工艺确定有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 铝合金 悬置托臂 挤压铸造 T6处理 力学性能
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TA18钛合金管坯电子束冷床炉熔铸工艺及试验研究
10
作者 于辉 罗许 +2 位作者 王占瑞 邓新吉 张永旭 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第9期1387-1393,共7页
为获得凝固组织和力学性能良好的TA18钛合金管坯,利用ProCAST有限元软件对电子束冷床炉熔铸TA18钛合金管坯凝固过程进行仿真模拟,研究了浇注温度、拉坯速度和传热系数对TA18钛合金管坯凝固过程的熔池形貌、晶粒特征以及管坯应力场的影... 为获得凝固组织和力学性能良好的TA18钛合金管坯,利用ProCAST有限元软件对电子束冷床炉熔铸TA18钛合金管坯凝固过程进行仿真模拟,研究了浇注温度、拉坯速度和传热系数对TA18钛合金管坯凝固过程的熔池形貌、晶粒特征以及管坯应力场的影响。结果表明,随浇注温度和拉坯速度增大以及冷却强度降低,熔池深度和糊状区宽度以及晶粒尺寸逐渐增大,管坯整体的等效应力逐渐减小。优化的工艺方案:浇注温度为1 850℃,传热系数为3 000 W/(m^(2)·K),拉坯速度为30 mm/min。采用优化方案获得的TA18钛合金管坯微观组织、化学成分和力学性能均匀性良好。 展开更多
关键词 TA18钛合金 凝固过程 工艺优化 有限元仿真
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基于形状和工艺相似铸件的工艺推荐系统研究
11
作者 邱飞朝 殷亚军 +4 位作者 蒋立章 沈旭 王永振 马祥东 周建新 《铸造工程》 2025年第4期55-60,共6页
针对复杂铸件传统铸造工艺设计流程长、难度大的问题,提出融合三维模型特征与工艺知识的智能推荐方法。通过提取铸件D2形状分布特征,结合模数、壁厚及包络体尺寸等工艺参数构建复合特征描述符,设计加权相似度模型实现跨尺寸与材质的工... 针对复杂铸件传统铸造工艺设计流程长、难度大的问题,提出融合三维模型特征与工艺知识的智能推荐方法。通过提取铸件D2形状分布特征,结合模数、壁厚及包络体尺寸等工艺参数构建复合特征描述符,设计加权相似度模型实现跨尺寸与材质的工艺适配,支持历史工艺智能复用。实验选取某铸铁箱体铸件验证表明:算法通过Top-3检索可精准匹配相似铸件,实现工艺推荐,模拟结果表明其基本无缩孔缩松缺陷。该方法突破传统经验驱动局限,实现浇冒系统从“0到1”的快速设计,为铸造工艺智能化转型提供关键技术路径,显著提升行业研发效率与知识复用水平。 展开更多
关键词 铸造工艺 特征提取 工艺推荐
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柴油机飞轮铸件浇注系统设计及优化
12
作者 张莹 韦民 张伟光 《铸造工程》 2025年第4期44-46,共3页
C11柴油机飞轮是典型旋转体盘形铸件,其壁厚分布不均匀,存在大面积及孤立热节,在生产中极易产生缩孔和砂孔等铸造缺陷。通过设计变截面横浇道、多个内浇道分流、限制充型速度的浇注系统,以及保温冒口和冷铁配合使用,实现铁液充型平稳和... C11柴油机飞轮是典型旋转体盘形铸件,其壁厚分布不均匀,存在大面积及孤立热节,在生产中极易产生缩孔和砂孔等铸造缺陷。通过设计变截面横浇道、多个内浇道分流、限制充型速度的浇注系统,以及保温冒口和冷铁配合使用,实现铁液充型平稳和顺序凝固,经过数值模拟分析与生产验证,改善了厚壁及中间孤立热节部位的补缩效果,获得了内部组织致密,表面平整光洁的柴油机飞轮铸件,实现了铸件稳定批量生产。 展开更多
关键词 柴油机飞轮铸件 浇注系统 缩孔 优化 模拟
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K605涡流器铸件表面麻点缺陷分析及对策 被引量：1
13
作者 潘锐 王玮 +2 位作者 王凡 张妮 姜浩 《铸造工程》 2025年第3期9-12,共4页
通过对K605涡流器铸件表面麻点、凹坑缺陷的形成机理分析,采取一体化模具以及面层涂料、组树方案等工艺改进和背层砂含铁量控制措施实施,提高了涡流器铸件一次合格率及生产效率,为涡流器类铸件表面质量改进提供参考。
关键词 K605合金 熔模铸造 缺陷 对策
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74 t钢锭凝固过程的模拟研究
14
作者 张海宝 邢凯 《一重技术》 2025年第3期20-24,共5页
针对74 t支承辊钢锭在超声波探伤中发现的问题,利用数值模拟方法分析在不同过热度及浇注速度下74 t钢锭的温度场、钢锭内部疏松缩孔缺陷情况。结果表明:随着过热度降低,V型凝固前沿变宽,钢锭的顺序凝固性变好;随过热度升高,凝固后期“... 针对74 t支承辊钢锭在超声波探伤中发现的问题,利用数值模拟方法分析在不同过热度及浇注速度下74 t钢锭的温度场、钢锭内部疏松缩孔缺陷情况。结果表明:随着过热度降低,V型凝固前沿变宽,钢锭的顺序凝固性变好;随过热度升高,凝固后期“三角形”熔区变窄而深。当过热度为50~60℃时,中心疏松的长度较小,与“三角形”熔区的变化规律对应。而随浇注速度降低,疏松缩孔尺寸减小。由此确定在工艺要求范围内,合适的钢液过热度为60℃左右,同时要求浇注速度尽量小。 展开更多
关键词 大型钢锭 PROCAST 过热度 浇注速度
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基于ProCAST的高质量腔体铸造工艺优化及应用
15
作者 李鹏明 孔祥玲 +2 位作者 王云 王光玉 刘越 《铸造工程》 2025年第5期67-71,共5页
介绍了某腔体铸件的结构特点及技术要求,详细阐述了原铸造工艺设计及其存在的质量问题,通过利用ProCAST模拟软件对腔体铸件的充型及凝固过程进行模拟分析,优化浇注系统、冒口及冷铁设计,有效地避免了铸件产生缩松等缺陷;认为,通过使用Pr... 介绍了某腔体铸件的结构特点及技术要求,详细阐述了原铸造工艺设计及其存在的质量问题,通过利用ProCAST模拟软件对腔体铸件的充型及凝固过程进行模拟分析,优化浇注系统、冒口及冷铁设计,有效地避免了铸件产生缩松等缺陷;认为,通过使用ProCAST模拟软件对铸造工艺进行辅助模拟分析,可有效预测铸件可能产生的铸造缺陷及位置,及时改进工艺提高产品质量,不仅缩短新产品开发周期,还降低了试制成本。 展开更多
关键词 腔体铸件 模拟分析 铸造工艺 铸造缺陷
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面向中箱体类铸件的高效低成本双层浇注工艺
16
作者 邢继伦 杨国新 +2 位作者 王长春 张荣烜 杨超 《铸造》 2025年第9期1271-1275,共5页
中箱体类铸件是一种机械连接件,在工业机械领域尤其风电行业中被广泛应用,但是其主流的单层浇注工艺在规模生产过程中存在工艺出品率低、生产效率不高和制造成本高等难题。本研究基于自动化造型线开发了一种针对中箱体类铸件的新型双层... 中箱体类铸件是一种机械连接件,在工业机械领域尤其风电行业中被广泛应用,但是其主流的单层浇注工艺在规模生产过程中存在工艺出品率低、生产效率不高和制造成本高等难题。本研究基于自动化造型线开发了一种针对中箱体类铸件的新型双层浇注工艺,并与单层浇注工艺进行了对比研究。通过多批次实际生产验证,利用该双层浇注工艺生产的中箱体类铸件的工艺出品率提高10.7%,铸件生产效率由单层浇注工艺的60件/h,提高到280件/h,吨铸件节约成本1 410元,且铸件质量全部满足技术标准。这种新型浇注工艺为中箱体类铸件高效且低成本的规模生产提供了新的工艺方法,对风电等工业机械领域的可持续发展具有重要意义。 展开更多
关键词 中箱体类 浇注系统 铸造工艺 工艺出品率
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蠕墨铸铁气缸体浇注系统设计探讨
17
作者 叶文辉 王东生 +1 位作者 王强 齐建 《铸造工程》 2025年第4期51-54,共4页
发动机蠕铁气缸体铸件浇注系统的设计存在规律性,对比了四种蠕铁发动机气缸体浇注系统的尺寸,分析了不同截面比对铸件成型的影响、不同过滤网对浇注系统的影响,校核了实际液面的上升速度,与实际验证进行对比分析,提出了蠕铁气缸体浇注... 发动机蠕铁气缸体铸件浇注系统的设计存在规律性,对比了四种蠕铁发动机气缸体浇注系统的尺寸,分析了不同截面比对铸件成型的影响、不同过滤网对浇注系统的影响,校核了实际液面的上升速度,与实际验证进行对比分析,提出了蠕铁气缸体浇注系统设计的几点建议。 展开更多
关键词 气缸体铸件 浇注系统 过滤网
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平面流铸制备Fe-3%Si硅钢微观组织的数值模拟 被引量：1
18
作者 宫晓威 常庆明 +1 位作者 常佳琦 鲍思前 《材料导报》 北大核心 2025年第2期220-226,共7页
针对平面流铸工艺的特点,通过元胞自动机和有限元模型模拟分析Fe-3%Si硅钢平面流铸过程的传热、凝固和晶粒生长过程。当熔潭达到稳定时,在熔潭内部的上、下半月面附近观察到不同程度的涡流现象;熔体接触冷却辊开始凝固并形成稳定薄带;... 针对平面流铸工艺的特点,通过元胞自动机和有限元模型模拟分析Fe-3%Si硅钢平面流铸过程的传热、凝固和晶粒生长过程。当熔潭达到稳定时,在熔潭内部的上、下半月面附近观察到不同程度的涡流现象;熔体接触冷却辊开始凝固并形成稳定薄带;薄带组织主要由贴辊面附近先形成的等轴晶薄层和随后形成的柱状晶组成;贴辊面晶粒尺寸为3~5μm,自由面晶粒尺寸为7~11μm。增大过热度和喷嘴速度都会使晶粒尺寸增大,柱状晶比例增大;而提高换热系数和冷却辊转速会使晶粒尺寸减小,柱状晶比例减小。 展开更多
关键词 平面流铸 数值模拟 硅钢 微观组织 柱状晶
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浇注工艺对重力铸造铝硅合金机体组织的影响
19
作者 毛郭灵 刁占英 +3 位作者 王根全 林杰威 王韬 何晓东 《车用发动机》 北大核心 2025年第1期47-52,共6页
利用模拟指导大型复杂结构零件的工艺优化能节约大量的人力和物力。采用模拟的方法研究了浇注工艺(浇注时间和温度)对重力铸造铝硅合金机体组织(二次枝晶间距)的影响。结果表明:材料级阶梯样件和重力铸造铝硅合金机体的模拟结果和试验... 利用模拟指导大型复杂结构零件的工艺优化能节约大量的人力和物力。采用模拟的方法研究了浇注工艺(浇注时间和温度)对重力铸造铝硅合金机体组织(二次枝晶间距)的影响。结果表明:材料级阶梯样件和重力铸造铝硅合金机体的模拟结果和试验结果具有较好的对应关系,模拟结果的偏差较小。浇注时间一定时,随着浇注温度升高,二次枝晶间距先减小后增大,最佳浇注温度为695℃;浇注温度一定时,随着浇注时间增加,二次枝晶间距先减小后增大,最佳浇注时间为60 s;浇注时间一定时,随着浇注温度升高,凝固时间先减少后增加;浇注温度一定时,随着浇注时间增加,凝固时间先减少后增加。 展开更多
关键词 浇注 重力铸造 铝硅铸造合金 机体 枝晶间距 凝固时间
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稀土Y含量对超声处理ZL114A合金微观组织及力学性能的影响研究
20
作者 戴俊飞 芦刚 +4 位作者 涂志新 柳玉军 黄盛铭 李莹 江华坚 《精密成形工程》 北大核心 2025年第9期79-86,共8页
目的改善ZL114A合金铸件在凝固结晶过程中出现的针片状共晶硅(Si)相割裂基体及粗大α-Al枝晶缺陷,进一步提高其力学性能。方法采用超声振动和稀土Y变质法对ZL114A合金进行协同处理,超声振动功率为1500W,施振浇注温度为740℃,稀土Y含量(... 目的改善ZL114A合金铸件在凝固结晶过程中出现的针片状共晶硅(Si)相割裂基体及粗大α-Al枝晶缺陷,进一步提高其力学性能。方法采用超声振动和稀土Y变质法对ZL114A合金进行协同处理,超声振动功率为1500W,施振浇注温度为740℃,稀土Y含量(质量分数)为0%、0.3%、0.6%、0.9%。采用扫描电子显微镜、XRD衍射仪、数显维氏硬度机及电子万能试验机研究了稀土Y含量对超声处理ZL114A合金微观组织及力学性能的影响。结果随着Y含量的增加,超声处理下的ZL114A合金α-Al枝晶晶粒的平均尺寸先减小后增大,当Y质量分数为0.6%时,晶粒最细,平均尺寸为202.60μm。超声处理下的ZL114A合金的抗拉强度、显微硬度、伸长率均随着Y含量的增加而先增后减,且都在0.6%(质量分数)Y时取得最大值,分别为309.5MPa、121.77HV、5.1%。而未添加Y时,ZL114A合金的抗拉强度、显微硬度、伸长率仅有261.5 MPa、110.42HV、4.33%。结论稀土Y元素能够改善超声处理下ZL114A合金的共晶Si相和α-Al枝晶,并显著提高其抗拉强度和显微硬度。这表明通过合理添加稀土Y和施加超声振动,可以有效提升ZL114A合金铸件的综合性能。 展开更多
关键词 ZL114A合金 稀土Y变质 超声处理 微观组织 力学性能
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