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大型铸件铸造工艺及数值模拟研究进展
1
作者 孙浩 王明明 +5 位作者 张晓妍 蔡玉强 孙丽荣 李冬冬 周翠玉 董小雷 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期200-214,共15页
大型铸件在装备制造领域的地位举足轻重,随着科技的不断革新,铸造新工艺、新技术的不断涌现,在促进铸造行业变革的同时,极大地推动了铸件性能与质量的提升。通过对铸造工艺的设计优化,并借助计算机凝固模拟技术,实现多场耦合模拟,深入... 大型铸件在装备制造领域的地位举足轻重,随着科技的不断革新,铸造新工艺、新技术的不断涌现,在促进铸造行业变革的同时,极大地推动了铸件性能与质量的提升。通过对铸造工艺的设计优化,并借助计算机凝固模拟技术,实现多场耦合模拟,深入剖析大型铸件缺陷的成因,预测并控制铸造过程中出现的缩孔、缩松等缺陷,以获得优良组织及性能的铸件。本文重点介绍了常用铸造工艺的应用进展,并通过不同数值模拟经典案例重点介绍了铸造数值模拟技术的最新进展。汇总了包括凝固过程温度场模拟、流动场模拟、流场与温度场耦合模拟等应用实例,结合铸造业的实际需求,对未来铸造技术发展趋势进行了展望,以期对铸造技术发展提供参考。 展开更多
关键词 大型件铸造 铸造工艺 铸造仿真 数值模拟
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高频脉冲振动铸造技术对铸钢件质量的影响机制与工艺优化研究
2
作者 马娅玲 王才加尚 +1 位作者 王建鹏 高进喜 《中国铸造装备与技术》 2026年第1期28-35,共8页
本研究通过系统试验探究高频脉冲振动对铸钢金属液流动性、补缩性及缺陷抑制的作用机制。采用螺旋试样法、阶梯试样法及阀门小件试验,结合金相分析、力学性能测试和CAE模拟,揭示了高频脉冲振动的作用机制。试验结果表明:在铸造过程中实... 本研究通过系统试验探究高频脉冲振动对铸钢金属液流动性、补缩性及缺陷抑制的作用机制。采用螺旋试样法、阶梯试样法及阀门小件试验,结合金相分析、力学性能测试和CAE模拟,揭示了高频脉冲振动的作用机制。试验结果表明:在铸造过程中实施边浇边振工艺,能够显著提升金属液的流动性能,有效降低气孔率,大幅减小缩松体积,并明显提高铸件的抗拉强度及硬度。本研究进一步证实,高频振动通过高频振动力波促使气泡逸出、细化等轴晶以及延长补缩通道等关键作用,成为提升铸件综合质量的高效可行手段。 展开更多
关键词 高频脉冲振动 金属液流动性、补缩性 晶粒细化 缩松控制
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基于物性遗传的钢锭铸锻全过程数值模拟
3
作者 关杉翰 邱昊岳 沈厚发 《铸造》 2026年第1期22-27,共6页
基于凸包方法及Python语言,编写了钢锭缩孔和缩松区域筛选与重构程序,实现了物性遗传的铸造锻造全过程数值模拟。通过铸造模拟软件数据结果“.unv”提取满足阈值要求的坐标节点,根据凸包算法重构特征区域的几何实体,并输出锻造模拟软件... 基于凸包方法及Python语言,编写了钢锭缩孔和缩松区域筛选与重构程序,实现了物性遗传的铸造锻造全过程数值模拟。通过铸造模拟软件数据结果“.unv”提取满足阈值要求的坐标节点,根据凸包算法重构特征区域的几何实体,并输出锻造模拟软件可读取的STL文件。钢锭铸造锻造全流程数值模拟结果表明,凝固过程形成的缩孔和缩松区域在变形过程中边界轮廓清晰。锻造压下率较小时(12%),缩孔和缩松的体积变化率不大;压下率达到21.74%时,缩松区域的体积变化率大于2.7%,可导致细小孔洞闭合。 展开更多
关键词 钢锭 铸锻全过程 数据传递 数值模拟 缩孔缩松
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核电用奥氏体不锈钢铸件液体渗透检测的影响因素分析
4
作者 侯云霞 杨勇 +2 位作者 张能 李越成 钮燕楠 《中国军转民》 2026年第2期49-50,共2页
奥氏体不锈钢铸件因优异的力学性能、加工性能和耐腐蚀性能等,广泛应用于核电站重要部件,其质量直接关乎核电站的安全稳定运行。在对核级奥氏体钢铸件进行液体渗透检测时,多次重复检测出现显著结果差异的现象,严重影响检测结果的可靠性... 奥氏体不锈钢铸件因优异的力学性能、加工性能和耐腐蚀性能等,广泛应用于核电站重要部件,其质量直接关乎核电站的安全稳定运行。在对核级奥氏体钢铸件进行液体渗透检测时,多次重复检测出现显著结果差异的现象,严重影响检测结果的可靠性与有效性。本文系统剖析液体渗透检测中预处理、渗透、清洗、显像等各个环节对检测结果的影响机制,有效提升液体渗透检测的稳定性与准确性,为核级奥氏体钢铸件质量把控提供依据与指导。 展开更多
关键词 奥氏体钢铸件 液体渗透检测
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铁路辙叉用V+N微合金化高锰钢的设计及其强韧化机制
5
作者 严则会 徐彬 孙俊杰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期112-118,123,共8页
高锰钢凭借其优异的加工硬化性能和耐磨性被广泛应用于铁路辙叉领域,但高锰钢材料的屈服强度较低,导致其服役寿命较低。因此,提升高锰钢材料强韧性对提高铁路辙叉使用寿命具有重要意义。试验采用V+N微合金化思路促进高锰钢基体组织中析... 高锰钢凭借其优异的加工硬化性能和耐磨性被广泛应用于铁路辙叉领域,但高锰钢材料的屈服强度较低,导致其服役寿命较低。因此,提升高锰钢材料强韧性对提高铁路辙叉使用寿命具有重要意义。试验采用V+N微合金化思路促进高锰钢基体组织中析出大量V(C,N)纳米析出相,显著提高高锰钢材料的屈服强度和硬度。结果表明:与传统Mn13相比,V+N微合金化高锰钢的屈服强度提升39%,达到535 MPa;伸长率略有降低,为44.3%。纳米析出相一方面通过阻碍位错运动提升材料的屈服强度,另一方面也会抑制孪晶的产生,提高了孪晶产生的临界应力,促使孪晶在更高应变下产生,使孪晶诱发塑性作用(TWIP)持续到更高应变阶段,从而赋予材料较好的塑性。 展开更多
关键词 铁路辙叉 微合金化高锰钢 纳米析出相 形变孪晶
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国内离心铸造高速钢复合轧辊研究进展
6
作者 杨智强 支晓洁 郭红星 《铸造工程》 2025年第S1期81-86,共6页
概述了高速钢轧辊材料的成分、性能特点及近期国内高速钢轧辊材料方面的研究成果,总结了轧辊中各类型碳化物的特点,以及高速钢轧辊的主要特性、现有的轧辊材料和制造技术,并对国内高速钢复合轧辊制造发展趋势做了进一步展望。
关键词 高速钢 复合轧辊 碳化物
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Ce变质对4Cr5MoSiV1Sr1W1新型热作模具钢组织及力学性能的影响
7
作者 王凤娟 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期108-111,共4页
对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢进行了Ce变质处理,采用显微组织观察、硬度测试、拉伸试验等研究了不同Ce添加量对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢铸态组织与力学性能的影响。结果表明:未变质的4Cr5MoSiV1Sr1W1钢铸态组织粗大,晶界处的碳化物及夹杂物呈... 对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢进行了Ce变质处理,采用显微组织观察、硬度测试、拉伸试验等研究了不同Ce添加量对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢铸态组织与力学性能的影响。结果表明:未变质的4Cr5MoSiV1Sr1W1钢铸态组织粗大,晶界处的碳化物及夹杂物呈网状聚集,组织偏析严重。Ce元素对4Cr5MoSiV1Sr1W1钢具有良好的变质效果,Ce添加量为0.04wt%的试验钢组织细化效果最好,偏析改善最为明显。随着Ce元素添加量的增加,试验钢的硬度和抗拉强度先升高后降低,伸长率先降低后升高再降低。Ce添加量为0.04wt%的4Cr5MoSiV1Sr1W1钢硬度、抗拉强度均达到最高,塑性也在较高水平,综合力学性能最佳。 展开更多
关键词 4Cr5MoSiV1Sr1W1钢 Ce元素 变质处理 组织 力学性能
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铸造CAE技术在铸钢件中的应用 被引量：48
8
作者 周建新 刘瑞祥 +1 位作者 陈立亮 廖敦明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2004年第11期67-68,共2页
介绍了铸造CAE技术的基本思路和原理以及华铸CAE/InteCAST-Steel7.0的基本情况和应用实例。表明现阶段的铸造CAE软件能够很准确地预测铸钢件在充型凝固过程中可能产生的缺陷,从而辅助工艺人员进行工艺优化,指导实际铸钢件的生产。
关键词 铸造CAE 华铸CAE-Stee17.0 铸造缺陷 铸钢
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稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢组织与性能的影响 被引量：18
9
作者 关庆丰 方建儒 +1 位作者 姜启川 王树奇 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期248-251,共4页
研究了稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢 (CHD钢 )组织与性能的影响。结果表明 ,稀土复合变质能细化晶粒 ,并且随着稀土量的增加 ,细化效果明显 ;加入适量的稀土复合变质后 ,夹杂物数量明显减少 ,夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中 ,... 研究了稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢 (CHD钢 )组织与性能的影响。结果表明 ,稀土复合变质能细化晶粒 ,并且随着稀土量的增加 ,细化效果明显 ;加入适量的稀土复合变质后 ,夹杂物数量明显减少 ,夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中 ,形态和分布得到了改善。向钢中加入稀土进行复合变质 ,能促进贝氏体、奥氏体和位错亚结构的形成 ,细化马氏体板条。当残留稀土含量为 0 .0 2 %时 ,CHD钢的硬度、强度变化不大 ,断裂韧性 (KIC)和疲劳裂纹扩展门槛值 (ΔKth)有所提高 ,冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高了近一倍 ,抗热疲劳性能也最好。 展开更多
关键词 铸造热锻模具钢 组织 性能 稀土复合变质处理 热疲劳 热锻模具
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电炉-CSP工艺生产HSLC钢的研究与开发 被引量：7
10
作者 傅杰 王中丙 +3 位作者 康永林 柳得橹 陈贵江 李烈军 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期449-454,共6页
介绍了HSLC钢的力学性能、成分和纯洁度控制,讨论了HSLC钢的强化机理.结果表明,在σ8≤450MPa条件下,珠钢电炉-CSP工艺生产的HSLC钢的力学性能与国外同类钢相当.提出了HSLC钢的成分控制要点,开发了电炉终点碳控制和低氧控制技术,发现了... 介绍了HSLC钢的力学性能、成分和纯洁度控制,讨论了HSLC钢的强化机理.结果表明,在σ8≤450MPa条件下,珠钢电炉-CSP工艺生产的HSLC钢的力学性能与国外同类钢相当.提出了HSLC钢的成分控制要点,开发了电炉终点碳控制和低氧控制技术,发现了低碳钢中存在纳米硫化物、氧化纳、氮化物和碳化物.与HSLA钢类似,HSLC钢亦具有沉淀强化机制,纳米铁碳化物应是主要沉淀强化相. 展开更多
关键词 电炉 CSP工艺 HSLC钢 HSLA钢 薄板坯 低碳高强度钢 连铸连轧
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钢的半固态电磁搅拌力场与组织转变 被引量：12
11
作者 杨卯生 赵爱民 +2 位作者 毛卫民 高军芳 钟雪友 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期18-23,共6页
利用自制的高熔点半固态电磁搅拌装置对60Si2Mn钢半固态电磁搅拌力场及它对组织转变的影响进行了理论分析和实验研究。结果表明:电磁搅拌功率和频率直接影响电磁搅拌力,进而对金属熔体的流动形态有明显的影响。在一定频率范围内,搅拌功... 利用自制的高熔点半固态电磁搅拌装置对60Si2Mn钢半固态电磁搅拌力场及它对组织转变的影响进行了理论分析和实验研究。结果表明:电磁搅拌功率和频率直接影响电磁搅拌力,进而对金属熔体的流动形态有明显的影响。在一定频率范围内,搅拌功率加大,搅拌力随之增加;当搅拌功率达到一定值时(5kW),继续加大搅拌功率将导致搅拌装置发热并恶化60Si2Mn钢半固态组织的转变效果。适宜的频率范围为20～50Hz。如果频率太高,屏蔽和钢熔体粘滞效应增大,将导致搅拌力下降;频率太低,涡漩电流减小,同样导致搅拌力下降。电磁搅拌力作用下的金属熔体流动形态由一个集中的大漩涡和较多的小漩涡构成。这种流动形态在宏观上可促使钢液的温度场和浓度场均匀化;微观上增加局部紊流密度,促使枝晶组织向球状组织转变。 展开更多
关键词 半固态钢 电磁搅拌 组织转变
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铸造Cr12模具钢共晶碳化物的粒化 被引量：7
12
作者 王树奇 姜启川 +1 位作者 赵宇光 何镇明 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1995年第11期B523-B526,共4页
铸造Ｃｒ１２模具钢中共晶碳化物呈网状分布，经多元复合变质剂变质处理，共晶组织发生细化，离异共晶数量增多；经热处理后，碳化物变成粒状且均匀分布于基体中，冲击韧性得到明显提高，为铸造Ｃｒ１２模具钢的应用提供了保证。
关键词 铸造 变质 共晶碳化物 粒化 模具钢
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大型回转窑托轮铸造工艺的改进 被引量：4
13
作者 孙鑫志 王话 +2 位作者 孙爱新 李晓明 孙振国 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期577-579,共3页
论述了大型回转窑铸钢件托轮在生产过程中存在的质量问题。通过采取工艺措施,包括合理设置冒口、补缩通道、外冷铁,采用呋喃铬铁矿砂和宝珠砂等办法,重点解决铸件补缩、表面粘砂严重、裂纹等问题,生产出优质的托轮铸件。
关键词 托轮 工艺措施 外冷铁 补缩 粘砂 裂纹
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变质处理高速钢导辊的研究 被引量：4
14
作者 符寒光 宋锦春 +1 位作者 刘金海 邢建东 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期324-327,共4页
通过调整高速钢成分和采用RE K Na复合变质处理,改变了共晶碳化物的形态和分布,使铸造高速钢冲击韧度提高69 9%,热疲劳抗力也明显改善。变质处理高速钢导辊使用中不粘钢、不破碎、不剥落,使用寿命比高镍铬合金铸钢和Cr12MoV锻钢导辊提高... 通过调整高速钢成分和采用RE K Na复合变质处理,改变了共晶碳化物的形态和分布,使铸造高速钢冲击韧度提高69 9%,热疲劳抗力也明显改善。变质处理高速钢导辊使用中不粘钢、不破碎、不剥落,使用寿命比高镍铬合金铸钢和Cr12MoV锻钢导辊提高2～3倍。 展开更多
关键词 高速钢 导辊 变质处理 韧性 热疲劳 耐磨性 线材轧机
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合金元素对高碳高速钢中碳化物形成及形态的影响 被引量：26
15
作者 刘海峰 刘耀辉 于思荣 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期260-264,共5页
采用铸造方法制备了高碳、高钒和变质处理为特征的亚共晶 ( 5%V)和过共晶 ( 8%V )两类新型高速钢 ,研究了V、Nb、Mo对高碳高钒系高速钢中碳化物形成及形态的影响。结果表明 ,提高钒含量至过共晶是获得大量颗粒状MC型碳化物的决定性因素 ... 采用铸造方法制备了高碳、高钒和变质处理为特征的亚共晶 ( 5%V)和过共晶 ( 8%V )两类新型高速钢 ,研究了V、Nb、Mo对高碳高钒系高速钢中碳化物形成及形态的影响。结果表明 ,提高钒含量至过共晶是获得大量颗粒状MC型碳化物的决定性因素 ,钒铌复合加入未明显改善碳化物形态 ,提高Mo含量增加了层片状的M2 C型碳化物的形成 。 展开更多
关键词 高碳高速钢碳化物形态 合金元素
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聚苯乙烯气化模铸钢件增碳增氢问题的探讨 被引量：3
16
作者 罗吉荣 叶升平 +2 位作者 宋象军 黄乃瑜 赵芸芸 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期13-15,共3页
利用离子探针分析仪分析了铸钢件的Ｃ、Ｈ浓度分布规律。实验结果表明，采用聚苯乙烯泡沫塑料模时，铸钢件表面不仅存在增碳现象，同时还发现有增氢的问题。铸件表面的增碳和增氢，既恶化了铸件的加工性能，也降低了材料的塑性和韧性。
关键词 聚苯乙烯 气化模 铸钢 增碳 增氢
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自硬呋喃树脂砂铸钢件热裂的研究 被引量：4
17
作者 罗吉荣 宋象军 +3 位作者 黄乃瑜 唐志平 付成骏 易希兵 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期11-15,共5页
分析了铸钢件形成过程中，自硬呋喃树脂砂具有绝热性和较差的高温退让性以及硬化剂带入的硫，使铸件增硫并收缩受阻，特别是在热节部位的缩松、缩孔附近形成热裂纹源，应力集中。铸件冷却收缩时，小的裂纹源进一步扩展形成裂纹缺陷。针... 分析了铸钢件形成过程中，自硬呋喃树脂砂具有绝热性和较差的高温退让性以及硬化剂带入的硫，使铸件增硫并收缩受阻，特别是在热节部位的缩松、缩孔附近形成热裂纹源，应力集中。铸件冷却收缩时，小的裂纹源进一步扩展形成裂纹缺陷。针对热裂成因，提出了抑制铸钢件增硫、改善铸型退让性和控制凝固过程温度场分布，消除缩松、缩孔等防止热裂缺陷的措施。 展开更多
关键词 铸钢件 热裂 型砂 自硬呋喃树脂砂
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铸钢件保温补贴与保温冒口的计算机辅助设计 被引量：4
18
作者 秦紫瑞 郭宁 +4 位作者 聂永福 李隆盛 尹大伟 钟蕊 康伟 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 1993年第12期14-18,共5页
探讨了保温补贴尺寸的设计计算方法，选择了与保温补贴配合使用的保温冒口的尺寸，并编制了计算机辅助设计（ＣＡＤ）程度。生产验证表明，该程序可使铸钢件保温补贴和保温冒口的设计快速准确，操作方便，实用可靠，能使铸钢件的工艺出... 探讨了保温补贴尺寸的设计计算方法，选择了与保温补贴配合使用的保温冒口的尺寸，并编制了计算机辅助设计（ＣＡＤ）程度。生产验证表明，该程序可使铸钢件保温补贴和保温冒口的设计快速准确，操作方便，实用可靠，能使铸钢件的工艺出品率由４５～５５％提高到７０～８５％，具有的应用前景。 展开更多
关键词 保温补贴 保温冒口 CAD 铸钢件
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高锰钢铸件砂型醇基涂料的研究 被引量：4
19
作者 邵舒快 赵玉厚 +1 位作者 杨慧鏊 董晟全 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 1993年第2期24-27,共4页
高锰钢铸件砂型醇基涂料是以镁橄榄石粉为耐火骨料,以锂变性膨润土为悬浮剂,配以其它添加剂配制而成的.它具有悬浮稳定性高,触变性好,易涂刷,涂层强度高和价格低廉等特点,在浇注钢水的高温作用下,涂料能适度烧结,形成致密的隔离层,涂层... 高锰钢铸件砂型醇基涂料是以镁橄榄石粉为耐火骨料,以锂变性膨润土为悬浮剂,配以其它添加剂配制而成的.它具有悬浮稳定性高,触变性好,易涂刷,涂层强度高和价格低廉等特点,在浇注钢水的高温作用下,涂料能适度烧结,形成致密的隔离层,涂层壳剥离性良好,铸件表面光洁. 展开更多
关键词 铸型涂料 高锰钢 铸造 镁橄榄石
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铸钢件新型保温补贴的研究与应用 被引量：3
20
作者 聂永福 秦紫瑞 +3 位作者 郭宁 李隆盛 尹大伟 钟蕊 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第4期449-454,464,共7页
用正交试验法优选铸钢用新型保温补贴的配方，研究其制作工艺，测试了原材料 的性能，初步探讨了保温补贴的尺寸设计，并编制了计算机辅助设计程序。通过生产 试验证明，新型保温补贴具有很好的保温性能和足够的耐火度，高达１７５０℃... 用正交试验法优选铸钢用新型保温补贴的配方，研究其制作工艺，测试了原材料 的性能，初步探讨了保温补贴的尺寸设计，并编制了计算机辅助设计程序。通过生产 试验证明，新型保温补贴具有很好的保温性能和足够的耐火度，高达１７５０℃，而且 生产成本低、工艺简便，使用中获得满意结果。 展开更多
关键词 铸钢 冒口 保温补贴 热工性能
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