压力作用对不同厚度薄板K418铸造合金组织与性能的影响

发布时间：2023-04-05 16:29

　　镍基高温合金作为在各种航空、航天发动机和燃气轮机中服役的主要材料,具有重要应用价值。对综合性能优异的镍基高温合金的铸造成型工艺进行研究,具有重要的应用价值。K418是γ,相沉淀强化型镍基铸造高温合金,具有良好的蠕变强度、热疲劳性能和抗氧化性能等优点,已广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域。开展对K418铸造合金的成型工艺的研究具有重要的理论和实际意义。本文以K418镍基高温合金为研究对象,采用ProCAST铸造模拟软件对不同厚度薄板K418在不同环境压力下的熔模精密铸造过程进行数值模拟仿真。其薄板的尺寸为400×300,厚度分别为3mm、5mm、7mm、9mm。根据模拟实验结果,在不同的环境压力下,采用真空感应熔炼炉浇注不同厚度的壁板。对拉伸试样进行1180℃+2h+空冷960℃+16h+空冷的固溶时效热处理。结合金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电子天平、显微硬度计、电子万能实验机等分析与测试手段,研究环境压力对K418合金不同厚度薄板组织与性能的影响。用ProcAST铸造模拟软件对K418在环境压力为真空和101.325kPa下的充型凝固过程进行模拟。铸件在真空下采用熔模精密铸...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铸造高温合金的发展过程及应用领域
    1.3 高温合金的熔炼方法
        1.3.1 真空感应熔炼
    1.4 熔模铸造
    1.5 PROCAST铸造模拟有限元分析软件的功能和特点
        1.5.1 ProCAST铸造模拟软件的功能简介
        1.5.2 ProCAST铸造模拟软件在熔模铸造的应用与发展
    1.6 国内外压力凝固的研究现状
    1.7 本课题主要研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 熔模铸造实验方法和实验材料
        2.1.1 蜡模的制备
        2.1.2 面层及背层耐火材料的选择
        2.1.3 粘结剂的选择
    2.2 K418合金的熔炼
        2.2.1 实验原材料及合金配料表
        2.2.2 K418高温合金的熔炼设备
        2.2.3 K418高温合金的熔炼
    2.3 实验分析及测试方法
        2.3.1 试样的制备
        2.3.2 合金组织观察与分析
        2.3.3 合金致密度的测定
        2.3.4 铸件的硬度测试
        2.3.5 铸件的热处理工艺
        2.3.6 力学性能测试及断口分析
第3章 熔模铸造数值模拟分析
    3.1 引言
    3.2 浇注系统设计
    3.3 数值模拟参数及初始边值条件设定
        3.3.1 K418合金热物性参数的建立
        3.3.2 三维模型网络的剖分
        3.3.3 初始条件
        3.3.4 边界条件
    3.4 K418铸造合金在不同环境压力下熔模精密铸造过程数值模拟
        3.4.1 铸件的充型过程模拟分析
        3.4.2 凝固过程模拟及缺陷预测分析
        3.4.3 在不同环境压力下铸件的卷气缺陷
    3.5 本章小结
第4章 K418合金的熔模精密铸造与组织性能测试
    4.1 引言
    4.2 氧化物陶瓷型壳的制备
        4.2.1 蜡模的制备
        4.2.2 型壳的涂挂与撒沙
        4.2.3 型壳的脱蜡与焙烧
    4.3 铸件的熔炼浇注与清壳
    4.4 不同环境压力下铸态K418不同厚度壁板的组织形貌分析
    4.5 不同压力下K418不同厚度壁板件的性能分析
        4.5.1 不同压力下K418不同厚度壁板的致密度测试分析
        4.5.2 不同压力下K418不同厚度壁板的硬度分析
        4.5.3 热处理条件下室温拉伸性能测试与断口分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3783745