本文關(guān)鍵詞：3.1t矩型鋼錠澆注、凝固和偏析行為數(shù)值模擬研究

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【摘要】：隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展,市場對高品質(zhì)模具鋼的需求越來越廣泛。目前模具鋼主要以模鑄生產(chǎn)為主,鋼錠設計、澆注工藝參數(shù)制定、絕熱板和發(fā)熱劑的使用情況等,對模鑄生產(chǎn)模具鋼的質(zhì)量有決定性作用,同時控制模具鋼元素宏觀偏析也很關(guān)鍵。本文結(jié)合攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司模鑄生產(chǎn)模具鋼的具體生產(chǎn)工藝狀況,采用數(shù)學模擬的方法研究了3.1t矩型鋼錠澆注、凝固和偏析行為,為優(yōu)化設計3.1t矩型鋼錠及制定澆注生產(chǎn)工藝參數(shù)提供理論依據(jù)。本文依托Anycasting商業(yè)軟件,建立了3.1t矩型鋼錠澆注、凝固和偏析數(shù)學模型,在對比生產(chǎn)測溫實驗結(jié)果、驗證模型準確性的基礎上,選取模具鋼4Cr5MoSiV1進行數(shù)值模擬,研究了澆注溫度和澆注速度對鋼錠凝固過程和注畢凝固率的影響,分析了不同絕熱板材質(zhì)、冒口澆注高度、發(fā)熱劑加入時間和加入量對鋼錠凝固過程及凝固后缺陷的影響,探討了模外強冷條件對C、S元素宏觀偏析分布規(guī)律和S元素不同初始濃度對S元素分布的影響。并在攀長鋼煉鋼廠進行了生產(chǎn)試驗。研究結(jié)果表明：當一罐鋼水澆注n盤時,過熱度為：T澆=(10+10n)℃-(20+10n)℃,澆注第a盤時,本體澆注時間為：t本體 =(420+10n-10a)s～(430+10n-10a)s,冒部澆注時間為：t冒部=(340+10n-10a)±10s；PS絕熱板的導熱系數(shù)為0.16 W·m-1·K-1,可以很好的抑制3.1t矩型鋼錠本體內(nèi)的疏松縮孔缺陷；發(fā)熱劑應在澆注完成后及時加入,甚至可以在澆注完成前加入,加入量不應小于0.33kg,合理的澆高為300mm；對鋼錠模外施加冷卻強度為500W.m-2.K-1時就可以有效的減輕C、S元素的宏觀偏析。
【關(guān)鍵詞】：矩型鋼錠 數(shù)值模擬 澆注 凝固過程 疏松縮孔 偏析
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG260
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 鑄造數(shù)值模擬的研究進展9-11
• 1.1.1 國外研究進展9-10
• 1.1.2 國內(nèi)研究進展10-11
• 1.2 鋼錠澆注與凝固的數(shù)值模擬研究方法11-13
• 1.3 疏松縮孔預測判據(jù)13-15
• 1.4 鋼錠缺陷及影響質(zhì)量因素15-18
• 1.4.1 鋼錠缺陷及其形成原因15-17
• 1.4.2 影響鋼錠質(zhì)量的因素17-18
• 1.5 研究課題的目的和意義18-19
• 1.6 本課題的研究主要工作19-20
• 2 模擬參數(shù)選取及錠模測溫實驗驗證20-32
• 2.1 材料熱物性參數(shù)20-24
• 2.1.1 4Cr5MoSiV1鋼熱物性參數(shù)20-22
• 2.1.2 鑄鐵的熱物性參數(shù)22-24
• 2.1.3 鋼錠與錠模之間氣隙熱阻的處理24
• 2.2 初始及邊界條件24-26
• 2.2.1 初始條件24-25
• 2.2.2 邊界條件25-26
• 2.3 幾何模型的建立26-27
• 2.4 測溫實驗驗證27-32
• 3 3.1t鋼錠澆注及凝固過程數(shù)值模擬研究32-56
• 3.1 鋼錠澆注及凝固過程數(shù)值模擬的數(shù)學模型32-35
• 3.1.1 澆注過程數(shù)值模擬的數(shù)學模型32-34
• 3.1.2 凝固過程數(shù)值模擬的數(shù)學模型34-35
• 3.2 模擬計算參數(shù)及模擬方案35
• 3.3 澆注速度對澆注及凝固過程影響研究35-44
• 3.3.1 過熱度10℃時,澆注及凝固過程模擬結(jié)果分析35-39
• 3.3.2 過熱度50℃時,澆注及凝固過程模擬結(jié)果分析39-41
• 3.3.3 過熱度90℃時,澆注及凝固過程模擬結(jié)果分析41-44
• 3.4 澆注溫度對澆注及凝固過程影響研究44-53
• 3.4.1 澆注完成時間400s時,澆注及凝固過程模擬結(jié)果分析44-47
• 3.4.2 澆注完成時間600s時,澆注及凝固過程模擬結(jié)果分析47-50
• 3.4.3 澆注完成時間800s時,澆注及凝固過程模擬結(jié)果分析50-53
• 3.5 討論53-54
• 3.6 小結(jié)54-56
• 4 3.1t鋼錠冒部換熱條件對內(nèi)部疏松影響研究56-66
• 4.1 疏松縮孔預測判據(jù)56-57
• 4.2 模擬計算方案57
• 4.3 絕熱板材質(zhì)對疏松縮孔缺陷影響57-60
• 4.4 發(fā)熱劑加入時間對疏松縮孔缺陷影響60-61
• 4.5 發(fā)熱劑加入量對疏松縮孔缺陷影響61-63
• 4.6 保溫冒澆注高度對疏松縮孔缺陷影響63-65
• 4.7 小結(jié)65-66
• 5 3.1t鋼錠宏觀偏析行為數(shù)學模擬研究66-77
• 5.1 宏觀偏析數(shù)學模型66-67
• 5.2 冷卻條件對C元素宏觀偏析影響研究67-70
• 5.3 冷卻條件對S元素宏觀偏析影響研究70-73
• 5.4 S元素初始濃度對宏觀偏析影響研究73-76
• 5.5 小結(jié)76-77
• 6 3.1t矩型鋼錠生產(chǎn)試驗77-81
• 6.1 生產(chǎn)試驗條件77-78
• 6.2 質(zhì)量統(tǒng)計78-79
• 6.3 成材率79-81
• 7 結(jié)論81-82
• 參考文獻82-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況85-86
• 致謝86-87
• 作者簡介87

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳翠姑;李日;夏興川;劉寒龍;;鑄造CAE軟件數(shù)據(jù)庫研究綜述[J];鑄造;2008年02期

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本文編號：692471