ZL205A筒形殼體鑄件線狀偏析的預(yù)測(cè)判據(jù).pdf

1、本課題采用數(shù)值模擬軟件ProCAST模擬計(jì)算大型ZL205A合金殼體筒形件低壓鑄造成型過程,分析線狀偏析形成機(jī)理,研究偏析產(chǎn)生部位凝固參數(shù)變化規(guī)律,推導(dǎo)獲得線狀偏析判據(jù)。
　　采用本研究開發(fā)的液態(tài)金屬熱物性測(cè)試裝置實(shí)際測(cè)量了ZL205A合金鑄件鑄造過程數(shù)值模擬過程所涉及的材料液態(tài)熱物性參數(shù),獲得了ZL205A合金從室溫到澆注溫度區(qū)間熱物性參數(shù)隨溫度變化的規(guī)律及其數(shù)值。
　　根據(jù)實(shí)際鑄件線狀偏析產(chǎn)生的位置、形貌及模擬結(jié)果分析鑄

2、件凝固過程溫度場(chǎng)認(rèn)為線狀偏析形成機(jī)理是:首先是在凝固的枝晶間存在大量的高熔點(diǎn)金屬液(枝晶偏析);在壁厚突變處,由于存在局部熱節(jié)被周圍先凝固區(qū)域拉裂,造成補(bǔ)縮壓力差增大,且在縫隙式澆道和低壓鑄造等良好的補(bǔ)縮情況下,枝晶間低熔點(diǎn)高溶質(zhì)金屬液會(huì)補(bǔ)充到熱裂紋中,形成線狀偏析。
　　提取鑄件典型點(diǎn)凝固參數(shù),發(fā)現(xiàn)線狀偏析區(qū)域溫度梯度G大于安全區(qū)域,而冷卻速率U小于安全區(qū)域。鑄件冷卻速率U<1,鑄件溫度梯度G與冷卻速率U的關(guān)系有:G/U>1。推

3、導(dǎo)出線狀偏析判據(jù)MSC=(略),將溫度梯度G、冷卻速率U等代入線狀偏析判據(jù)中計(jì)算確定判據(jù)臨界值為673。MSC=(略)>673預(yù)測(cè)的偏析區(qū)域與實(shí)際鑄件吻合。
　　為進(jìn)一步驗(yàn)證判據(jù)的適用性,通過改變鑄件的結(jié)構(gòu)和澆注工藝進(jìn)行模擬計(jì)算,將線狀偏析判據(jù)導(dǎo)入ProCAST缺陷預(yù)測(cè)模型中預(yù)測(cè)線狀偏析傾向較大的危險(xiǎn)區(qū)域。實(shí)際澆注該鑄件,利用X光透視圈定線狀偏析區(qū)域,與預(yù)測(cè)偏析區(qū)域吻合從而驗(yàn)證判據(jù)和判據(jù)值的適用性。
　　對(duì)鑄件線狀偏析區(qū)域進(jìn)