導(dǎo)流室是潮汐能發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件，所用材料為CD-4MCu雙相不銹鋼，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁厚不均勻，所以采用砂型重力鑄造的方法生產(chǎn)。該鑄件在凝固過程中易產(chǎn)生熱裂、內(nèi)應(yīng)力過大和縮孔縮松等鑄造缺陷，廢品率較高，為了減少鑄造缺陷，提高鑄件質(zhì)量，本文設(shè)計了導(dǎo)流室鑄造工藝，并采用ProCAST軟件對導(dǎo)流室鑄件的凝固過程進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬，優(yōu)化了澆注溫度、充型時間和冷鐵工藝，消除了縮孔、縮松和熱裂等鑄造缺陷。首先，研究了澆注溫度對鑄件凝固及缺陷的影響。通過在澆注溫度為1580℃、充型時間為30s的條件下進(jìn)行模擬計算，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流室鑄件葉片與內(nèi)外圈交叉處的熱裂傾向非常嚴(yán)重，鑄件凝固后葉片和加強(qiáng)圈變形嚴(yán)重，且鑄件底部存在縮松缺陷。在充型時間保持30s不變的前提下，分別將澆注溫度調(diào)至1550℃和1520℃進(jìn)行模擬計算，對三組實驗結(jié)果對比分析，導(dǎo)流室鑄件的熱裂傾向、應(yīng)力和應(yīng)變均隨澆注溫度的降低而增加，但變化幅度很小，而鑄件的縮松缺陷幾乎沒有發(fā)生變化。其次，研究了充型時間對鑄件凝固及缺陷的影響。在澆注溫度維持1580℃不變的條件下，將充型時間30s分別調(diào)至60s和20s進(jìn)行模擬計算，對三組實驗結(jié)果對比分析，充型時間... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

導(dǎo)流室部件結(jié)構(gòu)和鑄造工藝圖

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文實現(xiàn)定向凝固。根據(jù)導(dǎo)流室鑄件的模數(shù)和補(bǔ)縮距離，可以計數(shù)量。為保證鑄件充型平穩(wěn)，采用底注開放式澆注系統(tǒng)，在片和加強(qiáng)圈部位設(shè)置內(nèi)交口，可以減小加強(qiáng)圈變形開裂的傾口的質(zhì)量計算出直澆道、橫澆道和內(nèi)交口的截面積。室鑄造過程數(shù)值模擬前處理元網(wǎng)格劃分鑄件的體積較大，結(jié)合網(wǎng)格剖分基本原理，并根據(jù)實驗用計對鑄件進(jìn)行網(wǎng)格剖分，節(jié)點數(shù)為 415983 個，網(wǎng)格數(shù)為 如圖 2-2 所示。

.4 邊界條件的設(shè)置實驗所用到的邊界條件有：溫度（temperature），澆注溫度為 1580℃；散heat），設(shè)置為空冷；速度（velocity），充型時間設(shè)為 30s；位移isplacement），固定除沙箱除頂面以外其他所有面，位移設(shè)為 0。.5 初始條件設(shè)置本實驗中初始條件指各個部分的初始溫度，金屬液初始溫度 1580℃，鑄型鐵初始溫度定為室溫 25℃。.6 鑄件關(guān)鍵部位設(shè)置熱電偶根據(jù)前期對導(dǎo)流室鑄造工藝數(shù)值模擬的研究基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流室鑄件熱裂的主要集中在葉片與內(nèi)外圈交叉處，即鑄壁接頭。因此，在這些關(guān)鍵的部位熱電偶，考察這些部位的冷卻速度，從而為分析熱裂產(chǎn)生的原因，提供可依據(jù)。圖 2-3 為導(dǎo)流室鑄件中熱電偶的設(shè)置位置。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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