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1、冷芯錠的凝固數(shù)值模擬初步研究冶金10-A5張雪健本論文論述了現(xiàn)今鋼錠中難以消除的缺陷對(duì)鋼錠整體性能的影響以及采取克服此問(wèn)題的辦法內(nèi)置冷芯鑄錠法。本文利用solidworks軟件來(lái)建造冷芯錠模型，采用Anycasting凝固數(shù)值模擬軟件對(duì)冷芯錠凝固過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)了冷芯的合理形狀及尺寸范圍對(duì)凝固過(guò)程中鋼錠的溫度場(chǎng)的影響，并與普通鋼錠進(jìn)行了比較。初步模擬了內(nèi)置的冷芯對(duì)鋼錠的縮孔、疏松、偏析等缺陷產(chǎn)牛的位置和級(jí)別，闡明了冷芯錠相對(duì)于傳統(tǒng)鋼錠的凝固質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。結(jié)呆表明：合理設(shè)計(jì)冷芯的尺寸、形狀及在鋼錠中合理的位
2、置可以進(jìn)一步優(yōu)化鋼錠的凝固質(zhì)量，并消除相當(dāng)一部分缺陷，提高了鋼錠的成材率，為鋼錠新產(chǎn)品的研制提供了良好的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：鑄造，凝固，數(shù)值模擬，冷芯，冷芯錠AbstractCastingprocesssimulationisthecurrentimportantresearchofmetallurgyprocesingfield.Itisbenefitformetallurgytechnicisttooptimizationtechnique,cutthecost,importthequalityofpro
3、ducts.SteelcastingwithcoldsteelbarwassimulatedwiththesoftwarecalledAnycastinginthisdissertation.Basedonthis,thesizeofthecoldsteelbarisimportantfortemperaturefieldandbenefitsforeliminationofthesteelcastingdefects.Theresultshowsthattherightsizeofthecoldsteel
4、barhelpstoimportthequalityofthesteelcasting，anditalsoprovidestheoreticalprincipleforthemetallurgytechniciststoproductthesteelcastingthatachieveinternationalstandard?KeyWords：casting,solidification,numericalsimulation,coldsteelbar,steelcastingwithcoldsteelb
5、ar摘要IIAbstractIll1?緒論61.1大型鑄鍛件的發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)存問(wèn)題61」」大型鑄鍛件的發(fā)展現(xiàn)狀6L1.2大型鑄鍛件的現(xiàn)存問(wèn)題71.2鋼錠凝固過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷81.2.1鋼錠中的缺陷及產(chǎn)生原因，解決辦法81.2.2鋼錠屮難以消除的缺陷121.3課題的提出131.4課題研究?jī)?nèi)容131.5課題的研究方法142數(shù)值仿真研究152」模擬方案152.1.1數(shù)值仿真模擬中冷芯尺寸形狀的確定152.1.2冷芯成分的選取182.3三維模型的建立與假設(shè)213.仿真結(jié)果與分析233」冷芯錠的充型凝固過(guò)程分析233.
6、1.1冷芯錠的充型過(guò)程分析233.1.2冷芯錠的凝固過(guò)程分析263.2由溫度場(chǎng)分析冷芯錠的凝固過(guò)程293.3通過(guò)溫度場(chǎng)確定冷芯重熔部分323.3.1確定所選冷芯材料的液相線溫度323.3.2在鋼錠溫度場(chǎng)中選點(diǎn)確定冷芯重熔范圍333.4用Niyama值判據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)鋼錠中缺陷產(chǎn)生位置363.4.1鋼錠凝固過(guò)程的疏松判定依據(jù)363.4.2利用Niyama值對(duì)三組冷芯錠缺陷進(jìn)行預(yù)測(cè)37結(jié)論44致謝46參考文獻(xiàn)471?緒論1.1大型鑄鍛件的發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)存問(wèn)題1.1」大型鑄鍛件的發(fā)展現(xiàn)狀鑄錠過(guò)程是將熔化的金屬（可以是鋼，
7、鐵，鋁或其他的金屬）倒入永久的或可以重復(fù)使用的鑄模屮制造出來(lái)。凝固后，這些錠（或棒料，板坯或方坯，根據(jù)容器而定）被進(jìn)一步機(jī)械加工成多種新的形狀。而大型鑄鍛件制造業(yè)是一個(gè)非常特殊的行業(yè)，因?yàn)樗仁俏覈?guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)等的關(guān)鍵性行業(yè)，也是我國(guó)重型大型裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)，更是我國(guó)國(guó)防建設(shè)所必需的行業(yè)；所以這是關(guān)系到國(guó)家安全和國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈不可或缺的戰(zhàn)略性行業(yè)，也是國(guó)家能力的一個(gè)重耍組成部分；我們都知道大型鑄鍛件行業(yè)的發(fā)展水平是衡量國(guó)家綜合國(guó)力的一個(gè)重要的標(biāo)志⑴。大型鑄鍛件產(chǎn)品是關(guān)于屯力、冶金、石化、造船、鐵路、
8、礦山、航空航天、軍工、工程等行業(yè)的裝備的基礎(chǔ)部件，其經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)性強(qiáng)，輻射作用大，影響深遠(yuǎn),所以它是產(chǎn)業(yè)鏈上不可缺少的重要一環(huán)。大型鑄鍛件不僅在重型機(jī)械設(shè)備冇很大影響，而月?述在冶金業(yè)屮關(guān)鍵設(shè)備，兵器與航空航天工業(yè)，電力工業(yè)中的發(fā)電設(shè)備，化工、石油、艦船制造、機(jī)車車輛等裝備中具冇廣泛使用。大型鑄鍛件是重型大型裝備典型的關(guān)鍵零部件，既可以獨(dú)立作為各行業(yè)大型設(shè)備的備甜備件，例如軋鋼機(jī)用熱軋支承轆，冷軋工作輾,火力發(fā)電機(jī)組
