桥梁支座消失模铸造工艺及增碳缺陷的实验研究
发布时间：2021-06-14 10:33
消失模铸造是一种近净成型技术,具有工艺设计灵活、生产成本低、环境污染小、产品质量高等优点。消失模铸造技术应用较为广泛,但在低碳钢领域的研究和应用较少,限制其推广应用的主要为增碳缺陷。随着消失模低碳钢铸件的需求日益增多,如何解决铸钢件的增碳缺陷成为了现阶段亟待突破的技术难题。本文以一种桥梁支座低碳铸钢件为研究对象,基于ProCast数值模拟软件对消失模铸造充型及凝固过程进行模拟分析,并结合生产验证和对增碳缺陷的实验研究,确定出较优工艺方案,以期达到提高产品质量、降低生产成本的目的。本文针对该产品结构,设计了两种浇注方案:水平浇注和垂直浇注。通过数值模拟分析和生产验证,发现垂直浇注时金属液充型更加平稳,液面上升速度更快,泡沫模样气化更加充分,试验件生产和加工后缺陷更少。采用正交试验的方法对浇注温度、负压度、模样密度对冒口补缩的影响程度进行了研究,得出最优工艺参数组合方案为:浇注温度1680℃、模样密度20g/L、负压度0.05MPa。为了降低生产成本,对该工艺方案进行了二次优化,通过增设外冷铁、采用发热覆盖剂、降低冒口尺寸,将工艺出品率提升至65%。通过采用EPS和STMMA两种泡沫材料进...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一种钢钢钢支座三三模型
应该具主耐寒能力、耐腐蚀能力。本课题研究的钢钢钢支座采用一种新型的耐低温耐大气腐蚀铸钢，牌号为ZGS10CrNiCu[53]，其化学成分见表2-1。表2-1ZGS10CrNiCu的化学成分由于此钢种为一种新型的耐腐蚀铸钢，其热物性参数在增关文献资料中并未寻获，但新版的ProCAST软件可以通过输入合金材料的化学成分来自动计算生成各项热物性参数。本模拟方案取化学成分的中限值生成该钢种的热物性参数，经计算得出，ZGS10CrNiCu的液增主温度为1512℃，固增主温度为1269℃。热导率、密度、热焓和粘度的值均为随温度变化的函数值，分别见图2-2、图2-3、图2-4和图2-5。图2-2热导率图2-3密度铸钢牌号wt.%CSiMnPSCrNiCuZGS10CrNiCu0.07~0.12≤0.60.6~1.4≤0.015≤0.0150.8~1.20.5~1.00.3~0.5
咧髂秃?芰Α⒛透?茨芰Α１究翁庋芯康母指指种ё?捎靡恢中滦偷哪偷臀履痛?气腐蚀铸钢，牌号为ZGS10CrNiCu[53]，其化学成分见表2-1。表2-1ZGS10CrNiCu的化学成分由于此钢种为一种新型的耐腐蚀铸钢，其热物性参数在增关文献资料中并未寻获，但新版的ProCAST软件可以通过输入合金材料的化学成分来自动计算生成各项热物性参数。本模拟方案取化学成分的中限值生成该钢种的热物性参数，经计算得出，ZGS10CrNiCu的液增主温度为1512℃，固增主温度为1269℃。热导率、密度、热焓和粘度的值均为随温度变化的函数值，分别见图2-2、图2-3、图2-4和图2-5。图2-2热导率图2-3密度铸钢牌号wt.%CSiMnPSCrNiCuZGS10CrNiCu0.07~0.12≤0.60.6~1.4≤0.015≤0.0150.8~1.20.5~1.00.3~0.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]消失模铸造生产不锈钢的碳缺陷及防治措施[J]. 邹杰,孙兰,王伟,屈志. 中国铸造装备与技术. 2019(03)
[2]新型铸造材料宝珠砂的应用[J]. 陈兆杰,刘满对,王柏勤,李忠泽. 铸造设备与工艺. 2018(06)
[3]宝珠砂在大型铸钢件上的应用[J]. 陈兆杰,刘满对,王柏勤. 铸造技术. 2018(10)
[4]消失模铸钢件增碳缺陷的研究现状[J]. 赵红乐,张文魁,李志勇,谢斌,宁养豪,弓盛文,李显荣,关志昊. 铸造技术. 2018(09)
[5]Investigation of carbon contamination in lost foam castings of low carbon steel[J]. Oznur Kilic,Serhat Acar,Alptekin Kisasoz,Kerem Altug Guler. China Foundry. 2018(05)
[6]耐低温耐大气腐蚀铸钢件的研究与生产[J]. 张岭,李立新. 铸造. 2018(09)
[7]消失模铸造浇注系统的设计原则[J]. 范家建,李杨. 现代铸铁. 2018(02)
[8]消失模铸造模样材料结构及其燃烧性能研究[J]. 白明雪,朱协彬,尹博,陈志浩,徐达义,赵军. 安徽工程大学学报. 2018(01)
[9]铸钢用水基消失模涂料研究[J]. 张留伟,邵俊,汪磊. 铸造技术. 2018(01)
[10]高速铁路梁桥减隔震研究[J]. 温留汉·黑沙,邹爽,周福霖,杨斌,陈输,赵海超,朱德均. 铁道工程学报. 2017(07)
硕士论文
[1]铸钢阀体消失模铸造工艺优化[D]. 李祥慧.太原科技大学 2017
[2]桥梁支座及防落梁装置抗震性能研究[D]. 乔海东.中国地震局工程力学研究所 2016
[3]铝合金消失模铸造充型特性研究[D]. 张少博.河北科技大学 2014
本文编号：3229648
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一种钢钢钢支座三三模型
应该具主耐寒能力、耐腐蚀能力。本课题研究的钢钢钢支座采用一种新型的耐低温耐大气腐蚀铸钢，牌号为ZGS10CrNiCu[53]，其化学成分见表2-1。表2-1ZGS10CrNiCu的化学成分由于此钢种为一种新型的耐腐蚀铸钢，其热物性参数在增关文献资料中并未寻获，但新版的ProCAST软件可以通过输入合金材料的化学成分来自动计算生成各项热物性参数。本模拟方案取化学成分的中限值生成该钢种的热物性参数，经计算得出，ZGS10CrNiCu的液增主温度为1512℃，固增主温度为1269℃。热导率、密度、热焓和粘度的值均为随温度变化的函数值，分别见图2-2、图2-3、图2-4和图2-5。图2-2热导率图2-3密度铸钢牌号wt.%CSiMnPSCrNiCuZGS10CrNiCu0.07~0.12≤0.60.6~1.4≤0.015≤0.0150.8~1.20.5~1.00.3~0.5
咧髂秃?芰Α⒛透?茨芰Α１究翁庋芯康母指指种ё?捎靡恢中滦偷哪偷臀履痛?气腐蚀铸钢，牌号为ZGS10CrNiCu[53]，其化学成分见表2-1。表2-1ZGS10CrNiCu的化学成分由于此钢种为一种新型的耐腐蚀铸钢，其热物性参数在增关文献资料中并未寻获，但新版的ProCAST软件可以通过输入合金材料的化学成分来自动计算生成各项热物性参数。本模拟方案取化学成分的中限值生成该钢种的热物性参数，经计算得出，ZGS10CrNiCu的液增主温度为1512℃，固增主温度为1269℃。热导率、密度、热焓和粘度的值均为随温度变化的函数值，分别见图2-2、图2-3、图2-4和图2-5。图2-2热导率图2-3密度铸钢牌号wt.%CSiMnPSCrNiCuZGS10CrNiCu0.07~0.12≤0.60.6~1.4≤0.015≤0.0150.8~1.20.5~1.00.3~0.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]消失模铸造生产不锈钢的碳缺陷及防治措施[J]. 邹杰,孙兰,王伟,屈志. 中国铸造装备与技术. 2019(03)
[2]新型铸造材料宝珠砂的应用[J]. 陈兆杰,刘满对,王柏勤,李忠泽. 铸造设备与工艺. 2018(06)
[3]宝珠砂在大型铸钢件上的应用[J]. 陈兆杰,刘满对,王柏勤. 铸造技术. 2018(10)
[4]消失模铸钢件增碳缺陷的研究现状[J]. 赵红乐,张文魁,李志勇,谢斌,宁养豪,弓盛文,李显荣,关志昊. 铸造技术. 2018(09)
[5]Investigation of carbon contamination in lost foam castings of low carbon steel[J]. Oznur Kilic,Serhat Acar,Alptekin Kisasoz,Kerem Altug Guler. China Foundry. 2018(05)
[6]耐低温耐大气腐蚀铸钢件的研究与生产[J]. 张岭,李立新. 铸造. 2018(09)
[7]消失模铸造浇注系统的设计原则[J]. 范家建,李杨. 现代铸铁. 2018(02)
[8]消失模铸造模样材料结构及其燃烧性能研究[J]. 白明雪,朱协彬,尹博,陈志浩,徐达义,赵军. 安徽工程大学学报. 2018(01)
[9]铸钢用水基消失模涂料研究[J]. 张留伟,邵俊,汪磊. 铸造技术. 2018(01)
[10]高速铁路梁桥减隔震研究[J]. 温留汉·黑沙,邹爽,周福霖,杨斌,陈输,赵海超,朱德均. 铁道工程学报. 2017(07)
硕士论文
[1]铸钢阀体消失模铸造工艺优化[D]. 李祥慧.太原科技大学 2017
[2]桥梁支座及防落梁装置抗震性能研究[D]. 乔海东.中国地震局工程力学研究所 2016
[3]铝合金消失模铸造充型特性研究[D]. 张少博.河北科技大学 2014
本文编号：3229648
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