基于固-液界面溫度梯度的鑄鋼件補(bǔ)縮路徑計(jì)算研究.pdf

1、鑄造作為金屬材料成形的重要手段之一，其鑄件質(zhì)量主要取決于鑄造凝固過(guò)程中孔松缺陷的控制。因此需通過(guò)設(shè)計(jì)合理的補(bǔ)縮系統(tǒng)控制孔松缺陷，從而得到高質(zhì)量的鑄件。冒口的設(shè)計(jì)優(yōu)化是補(bǔ)縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)中極為重要的部分，通過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可獲得熱節(jié)點(diǎn)的大小及位置等信息，雖然據(jù)此能設(shè)計(jì)冒口形狀和尺寸，但缺少補(bǔ)縮路徑的方向和長(zhǎng)度信息，無(wú)法為冒口位置設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的冒口可能并非最優(yōu)。針對(duì)此，以鑄鋼件為例，重點(diǎn)研究了其補(bǔ)縮路徑的計(jì)算方法。
　　首先，建

2、立了鑄鋼件凝固過(guò)程固-液界面表征模型，該模型以二維和三維溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬分析結(jié)果為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)二維和三維空間中對(duì)不同時(shí)刻固-液界面的定量化表征。
　　其次，提出了鑄鋼件凝固過(guò)程二維和三維空間補(bǔ)縮路徑的計(jì)算方法。在二維空間中分16種情況對(duì)不同時(shí)刻固-液界面溫度梯度的計(jì)算討論分析；在三維空間中分十大類共64種情況對(duì)不同時(shí)刻固-液界面溫度梯度的計(jì)算討論分析。最終均根據(jù)Pij=Pi(j-1)+▽t·Δx對(duì)鑄鋼件進(jìn)行補(bǔ)縮路徑的計(jì)算，獲得了