本文關(guān)鍵詞：鍛造鋼錠的幾何因素對其內(nèi)部缺陷影響的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：大型鍛件質(zhì)量的好壞與鋼錠的質(zhì)量有密切關(guān)系,要獲得優(yōu)質(zhì)鋼錠,必須控制鋼錠的凝固過程。本文采用大型有限元軟件Anycasting對鋼錠凝固過程進(jìn)行了三維溫度場的數(shù)值模擬。本文通過適當(dāng)?shù)哪M計算假設(shè),考慮了材料性能隨溫度變化的特性,建立了鋼錠凝固過程溫度場的數(shù)學(xué)模型。通過改變鋼錠的不同幾何因素,其中主要包括,改變鋼錠的錐度、帽容比、高徑比、鋼錠模壁厚對24噸鍛造鋼錠在凝固過程中溫度的分布變化進(jìn)行了數(shù)值計算及分析;計算結(jié)果驗證了在其他的設(shè)計參數(shù)不變的情況下,單一的改變鋼錠的各因素均會對凝固質(zhì)量產(chǎn)生影響,加大高徑比會使鋼錠內(nèi)部疏松縮孔缺陷貫穿范圍大,但是可以減少其中心缺陷,加大鋼錠的錐度可以便于鋼液順序向下流動,減少其縮孔疏松缺陷;單一的加大冒口的垂直高度,可能使鋼錠下部距離發(fā)熱部位較遠(yuǎn),在縱向上垂直加大鋼錠的冒口的高度并未取得很好的效果;增加錠模壁厚可提高鋼錠的冷卻凝固速度;當(dāng)壁厚增加到一定程度之后,對凝固速度的影響就逐漸減弱,模壁上熱應(yīng)力隨壁厚增加而增大。另外,本文還對各因素對鋼液的凝固的主次順序進(jìn)行了正交方案分析。在鋼錠的不同位置處,不同因素對其內(nèi)部產(chǎn)生疏松縮孔缺陷的影響是不相同的,在即鋼錠的底部處,影響鋼錠下半部疏松缺陷的主次順序為R高徑比R壁厚R錐度R帽容比;在鋼錠的中心位置對鋼錠疏松縮孔的影響順序為R錐度R壁厚R高徑比R帽容比;在鋼錠的上半部分影響鋼錠內(nèi)部疏松縮孔的順序為R錐度R帽容比R壁厚R高徑比。對凝固過程的數(shù)值模擬是目前實驗室的研究重點及必然趨勢。本文運用數(shù)值模擬方法對鋼錠和鋼錠模的溫度應(yīng)力變化進(jìn)行計算分析,為鋼錠模的優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù),對實際生產(chǎn)具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：鍛造用鋼錠 溫度場 錐度 高徑比 帽容比 壁厚 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG317

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐達(dá)鳴,司廣踞,李慶春,余慶梅;鋼錠凝固與偏析形成的多元合金連續(xù)介質(zhì)模型[J];機械工程學(xué)報;2002年09期

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本文編號：847347