CPR1000工程主泵支承座铸造工艺优化及铸件微观组织数值模拟研究

发布时间：2017-10-08 06:40

  本文关键词：CPR1000工程主泵支承座铸造工艺优化及铸件微观组织数值模拟研究

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【摘要】：本课题研究的铸件为核主泵支承座,壁厚超过200mm,重量接近2.5t,属厚大件,材料为法国公司AFNOR生产的12MDV6,对应国内牌号ZG12MnMo V。在生产中发现铸件存在缩孔、缩松、粘砂等缺陷,考虑到核泵工作环境恶劣,对铸件质量要求极高,本课题通过研究提出了消除缺陷的解决方案。模拟分析原工艺方案,找到了缺陷成因,通过改进措施消除了缩孔、缩松等缺陷。针对铸件热节区的粘砂缺陷,改进涂料工艺,避免了粘砂缺陷。采用均匀设计试验,以定量缩孔和Niyama缩松为试验结果,利用Minitab软件进行回归分析,确定了浇注温度、浇注时间、砂型初始温度对铸件质量的影响显著性并获得了最优解组合。采用Procast软件的二次枝晶臂间距模块模拟研究了浇铸温度对微观偏析的影响,发现在合理范围内降低铸钢的浇铸温度,有助于减少微观偏析,提高铸件质量,细化铸件组织。本课题成功地解决了企业生产遇到的缩孔、缩松、粘砂等缺陷问题,使工艺更加合理。给企业带来了一定的经济效益,降低了设计成本,为相关研究提供了一定的理论依据。
【关键词】：主泵支承座 铸造工艺优化 铸造涂料 均匀设计 微观组织模拟
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623;TG24
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究的背景与意义8-10
• 1.2 微量合金化铸钢的研究现状10-12
• 1.2.1 微量合金化铸钢的特性10
• 1.2.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.2.1 国内研究现状11
• 1.2.2.2 国外研究现状11
• 1.2.3 微量合金化铸钢的发展趋势11-12
• 1.3 铸造CAE技术的发展12-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第二章 主泵支承座铸件及原生产工艺15-21
• 2.1 铸件特点介绍15-16
• 2.2 铸造工艺设计原则16-18
• 2.2.1 浇注位置16-17
• 2.2.2 分型面17
• 2.2.3 浇注系统17-18
• 2.2.4 冒口补缩系统18
• 2.2.5 冷铁18
• 2.3 初始工艺及参数的确定18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 铸件原工艺模拟与分析21-29
• 3.1 三维建模与STL文件导入21
• 3.2 前置处理阶段21-23
• 3.3 计算分析阶段23-24
• 3.4 后置处理阶段与结果分析24-28
• 3.4.1 充型过程模拟与分析24-27
• 3.4.2 凝固过程模拟与分析27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 第四章 铸造工艺的改进与模拟29-41
• 4.1 工艺分析与改进29-31
• 4.2 改进工艺的模拟与结果分析31-35
• 4.2.1 前置处理阶段31-32
• 4.2.2 后置处理阶段与结果分析32-35
• 4.2.2.1 充型过程模拟与分析32-34
• 4.2.2.2 凝固过程模拟与分析34-35
• 4.3 铸件粘砂原因分析及涂料工艺的改进35-40
• 4.3.1 涂料的作用35-36
• 4.3.2 粘砂与涂料的关系研究36
• 4.3.3 涂料的成分36-37
• 4.3.4 涂料的施涂方式37-38
• 4.3.5 涂料的研究与改进38-40
• 4.3.5.1 原工艺涂料38-39
• 4.3.5.2 粘砂分析39
• 4.3.5.3 涂料工艺改进39-40
• 4.3.5.4 生产试制验证40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 基于均匀设计的工艺参数优化41-60
• 5.1 均匀设计的原理41-42
• 5.2 均匀设计表及其选用原则42-43
• 5.3 均匀设计和正交设计的比较43
• 5.4 均匀设计试验安排43-45
• 5.5 试验结果的选择45-50
• 5.6 均匀设计回归分析50-59
• 5.6.1 定量缩孔作为实验结果的回归分析51-57
• 5.6.2 Niyama缩松作为实验结果的回归分析57-59
• 5.7 本章小结59-60
• 第六章 ZG12MnMoV微观组织研究60-67
• 6.1 ZG12MnMo V的结晶过程分析60-61
• 6.2 枝晶偏析的研究61
• 6.3 Procast软件模拟与分析61-66
• 6.3.1 网格划分62
• 6.3.2 基本参数设定62-64
• 6.3.3 边界条件64
• 6.3.4 运行参数设定64
• 6.3.5 模拟结果与分析64-66
• 6.4 本章小结66-67
• 第七章 工作总结与展望67-69
• 7.1 全文工作总结67
• 7.2 论文存在的不足和研究展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 附录A 在学期间发表的学术论文与研究成果73-74

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本文编号：992594