液态金属冷却定向凝固数值模拟与试验研究

发布时间：2017-09-21 14:36

  本文关键词：液态金属冷却定向凝固数值模拟与试验研究

  更多相关文章： 定向凝固 液态金属冷却 数理模型 数值模拟

【摘要】：建立了定向凝固液态金属冷却工艺的温度场和微观组织数学模型,开发了具有自主知识产权的模拟软件。通过测温试验及晶粒组织形貌的对比验证了模型的准确性。基于温度场的模拟结果,预测了铸件的显微缩松缺陷,并和试验进行了对比,发现试验和模拟结果符合良好。对实际铸件进行了晶粒组织的腐蚀,结合模拟结果,分析了铸件容易产生杂晶的部位,提出了相应的防止措施。
【作者单位】： 清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室;沈阳铸造研究所;
【关键词】： 定向凝固 液态金属冷却 数理模型 数值模拟
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB706801) 国家自然科学基金资助项目(51171089;51374137) 国家科技重大专项资助项目(2012ZX04012-011;2011ZX04014-052)
【分类号】：TG244.3
【正文快照】： 定向和单晶铸件由于消除横向或完全消除晶界,晶体沿[001]特定方向生长,提高了初熔温度及固溶处理温度,因而具有良好的高温、抗疲劳以及抗蠕变性能[1]。工业上常用高速凝固(High Rate Solidification,HRS)工艺[2]制备定向和单晶铸件。该工艺具有操作简单、易于控制等优点,广泛

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 曹献莹;刘俊成;刘安法;贾彩云;;定向凝固氧化物共晶陶瓷的研究进展[J];山东陶瓷;2014年02期

2 于雯;刘文;赵莉萍;张慧敏;张建飞;;稀土微合金低镍奥氏体不锈钢定向凝固组织的研究[J];内蒙古科技大学学报;2014年02期

3 李勇;郑碰菊;张建波;刘耀;杨新涛;;定向凝固技术的研究现状及发展趋势[J];材料导报;2014年23期

4 吴东江;王江田;牛方勇;马广义;;激光近净成形Al_2O_3 YAG复合陶瓷薄壁件微观组织与力学性能分析[J];硅酸盐学报;2015年06期

5 陈跃峰;齐建平;;高温钟罩炉特殊热场结构设计[J];工业加热;2015年03期

6 曹献莹;刘俊成;刘安法;白佳海;任允鹏;丁锐;;区熔法制备Al_2O_3/MgAl_2O_4共晶陶瓷[J];人工晶体学报;2014年10期

7 高斯峰;;单晶叶片模拟件制备过程中温度场的数值模拟研究[J];热加工工艺;2015年19期

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 杨天武;规则多孔铜的定向凝固制备技术及其孔隙结构分析[D];昆明理工大学;2013年

2 王书杰;Cu-Ge合金定向凝固包晶反应三相区组织演化及机制[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 张元;定向凝固Ti-46Al-2Cr-2Nb合金的领先相选择及其取向变化规律[D];哈尔滨工业大学;2013年

4 王雷;NiAl-Cr(Mo)共晶系合金的合金化及定向组织和力学性能[D];西北工业大学;2014年

5 商昭;高温度梯度定向凝固NiAl-Cr(Mo)合金组织及力学性能[D];西北工业大学;2015年

6 冯松科;硫族BiTe基合金定向凝固组织与热电性能研究[D];西北工业大学;2015年

7 侯丹辉;铸造Mg-Al-Zn系合金的凝固路径、枝晶生长约束因子及晶粒尺寸[D];大连理工大学;2015年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 陈荣章;单晶高温合金发展现状[J];材料工程;1995年08期

2 刘世忠，李嘉荣，唐定忠，钟振纲;单晶高温合金定向凝固过程数值模拟[J];材料工程;1999年07期

3 Akihiko KIMATSUKA;Yasunori KUROKI;Atsushi HIRATA;;Numerical Simulation of Solidification Process on Single Crystal Ni-Based Superalloy Investment Castings[J];Journal of Materials Science & Technology;2007年01期

4 唐宁;许庆彦;柳百成;;重型燃气轮机叶片熔模铸造过程数值模拟[J];特种铸造及有色合金;2011年11期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;《先进材料定向凝固》[J];科学通报;2008年22期

2 ;《先进材料定向凝固》一书正式出版[J];铸造;2008年09期

3 ;《先进材料定向凝固》一书正式出版[J];特种铸造及有色合金;2008年09期

4 毕晓勤;傅恒志;;定向凝固装置的改进与应用[J];热加工工艺;2009年09期

5 陈荣章;定向凝固叶片在航空中的应用实例[J];航空材料;1979年01期

6 陈健，郑启，于洋，唐亚俊，，胡壮麒;一种测定定向凝固工艺参数的方法[J];材料工程;1994年10期

7 顾江平 ,赵勇 ,刘庄;定向凝固锭技术文献综述[J];大型铸锻件;1995年02期

8 刘含莲,翟慎秋,田宪法,魏亚杰;附加外力作用下的合金定向凝固研究进展[J];铸造;2000年01期

9 周振平 ,李荣德;定向凝固试验研究现状[J];特种铸造及有色合金;2003年02期

10 汪冰峰,刘煜;定向凝固固液界面温度场的探讨[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2003年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李俊涛;吴剑涛;王祯;燕平;曾强;;重型燃机用定向凝固合金及大尺寸叶片制备技术研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

2 李琨;苏彦庆;骆良顺;李新中;郭景杰;傅恒志;;定向凝固Ti-45Al-5Nb合金的组织演化规律[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年

3 祁鹤;丁贤飞;林均品;张来启;陈国良;;定向凝固Ti-46Al-5Nb合金显微组织的研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

4 吴剑涛;李俊涛;蔡新宇;王祯;燕平;曾强;;重型燃机涡轮叶片定向凝固工艺研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年

5 王哲;刘坤;任子平;;大型圆台钢锭定向凝固温度场数值模拟[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年

6 林涛;王博;刘玉;胡玉燕;卢东亮;孙艳辉;陈红雨;;定向凝固法提纯冶金级硅[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第4分册）[C];2010年

7 余文轴;马文会;魏奎先;杨斌;戴永年;;电磁定向凝固改善铝硅合金性能的研究[A];2012年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）[C];2012年

8 赵九洲;;过偏晶合金快速定向凝固的数值模拟[A];2000年材料科学与工程新进展（下）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

9 赵坦;燕冰川;申健;张健;楼琅洪;;液态金属冷却定向凝固对铸件显微组织的影响[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年

10 陈登明;杨治立;田世龙;廖道瀚;秦跃林;;LNGT72定向凝固的有限元模拟[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 赵丽娜　张春艳;43所多晶硅定向凝固铸锭炉交付使用[N];中国航天报;2010年

2 任佑;定向凝固提纯铝的装置[N];中国有色金属报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 梅向阳;真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究[D];昆明理工大学;2010年

2 蒋光锐;氢在合金熔体中的溶解度与定向凝固多孔铜锰合金的研究[D];清华大学;2010年

3 杨天武;规则多孔铜的定向凝固制备技术及其孔隙结构分析[D];昆明理工大学;2013年

4 刘海霞;工艺因素对Al-4.5%Cu合金定向凝固组织及性能的影响[D];江苏大学;2009年

5 王狂飞;Ti-Al合金定向凝固组织演化的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2007年

6 高卡;定向凝固金属间化合物Al_2Cu相的生长形态、取向及力学性能研究[D];西北工业大学;2014年

7 张成军;定向凝固γ-TiAl基合金片层取向控制[D];哈尔滨工业大学;2008年

8 燕云程;Nb-Si基合金电磁冷坩埚定向凝固组织和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

9 崔红保;高温度梯度定向凝固Al-In和Cu-Pb合金组织演化[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 任涛林;Q235钢和定向凝固钛铝合金板坯表层塑性变形及微观组织演变[D];哈尔滨工业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郑达敏;真空定向凝固去除硅中挥发性杂质及其应用研究[D];昆明理工大学;2015年

2 袁银梅;Er对Ti-47Al-(2,6,10)Nb合金凝固组织和力学性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 何坤;冷坩埚定向凝固Nb-Ti-Si基超高温合金的组织和性能[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 宋华伟;多场耦合下定向凝固法制备多晶硅的数值模拟[D];南昌大学;2015年

5 韩筱珩;中空侧壁定向凝固传热实验分析[D];辽宁科技大学;2015年

6 余燕;定向凝固制备Ni-Mn-Ga合金及外场训练[D];东北大学;2013年

7 裘伟锋;钛合金定向凝固组织模拟[D];哈尔滨工业大学;2007年

8 邓沛然;二维定向凝固的热传输及主要组织结构的研究[D];湘潭大学;2002年

9 高志玉;热电磁流体动力学效应对铝合金定向凝固显微组织的影响[D];辽宁工程技术大学;2007年

10 张雪娟;Al-1.96%molCu合金定向凝固数值模拟[D];兰州理工大学;2007年

本文编号：895131