梁作俭
,
许庆彦
,
李俊涛
,
李世琼
,
张继
,
柳百成
,
仲增墉
稀有金属材料与工程
根据熔模型壳离心浇注的铸造工艺特点,建立了γ-TiAl增压涡轮凝固传热过程的数值模型,推导了离心压力下γ-TiAl金属间化合物的凝固收缩和补缩过程数学模型,模拟计算了γ-TiAl增压涡轮铸件的温度场和收缩缺陷.结果表明,模型能可靠计算γ-TiAl增压涡轮铸件凝固过程的温度分布和准确预测铸件的收缩缺陷,数值模拟结果与实验结果吻合良好.数值模拟结果证实了前期工作所提出的进一步减少及消除收缩缺陷的优化工艺措施的合理性.
关键词:
γ-TTil
,
数值模拟
,
熔模铸造
,
收缩缺陷
,
增压涡轮
梁作俭
,
许庆彦
,
李俊涛
,
李世琼
,
张继
,
柳百成
,
仲增墉
稀有金属材料与工程
γ-TiAl金属间化合物的成形工艺是材料成形领域的前沿领域和研究热点.本研究采用水冷铜坩埚真空感应凝壳技术和熔模型壳离心浇注的铸造方法制备γ-TiAl增压涡轮,通过改善冒口工艺获得了健全的γ-TiAl涡轮铸件,分析了γ-TiAl增压涡轮的凝固过程和收缩缺陷产生原因.结果表明,增大冒口与铸件的模数之差以及冒口与铸件的体积之比有利于减少及消除涡轮铸件的收缩缺陷.为给数值模拟研究提供热物性参数,针对涡轮铸件用钛铝合金,实验测试了合金的热膨胀系数、比热和热导率等物性参数,其与温度的关系分别为:αl=8.10651+0.0073T-2.97619E-6T2;CP=668.28158-0.013T+1.11905E-4T2;λ=19.82252-0.02781T+6.51497E-5T2-3.21096E-8T3.
关键词:
γ-TiAl
,
熔模铸造
,
增压涡轮
,
收缩缺陷
,
物性参数
梁作俭
,
许庆彦
,
李俊涛
,
李世琼
,
张继
,
柳百成
,
仲增墉
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.03.011
根据金属液凝固收缩理论和多孔介质中流体流动原理,建立了离心压力下Ti-Al合金精密铸件中微观缩松缺陷预测的数学模型,采用该模型对Ti-Al增压涡轮铸件进行模拟计算,并进行了实验验证.结果表明,数学模型能够合理反映离心转速、离心半径、温度梯度和冷却速度等重要因素对微观缩松的影响规律,数值模拟结果与实验结果相吻合.分析增压涡轮的计算结果表明,在涡轮轴向,温度梯度值是影响微观缩松度如何分布的主要原因;在涡轮径向,温度梯度、冷却速度和离心半径的共同作用决定着微观缩松度的变化规律.提高温度梯度,降低冷却速度,充分利用离心压力对枝晶间补缩的有效作用,有利于减少涡轮内部的微观缩松,保证叶片和涡轮的组织致密性和力学性能.
关键词:
Ti-Al合金
,
微观缩松
,
数学模型
,
精密铸件
崔锴
,
许庆彦
,
于靖
,
柳百成
,
木间塚明彦
,
黑木康德
,
横山文彦
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.05.004
提出改进型Monte Carlo射线追踪法进行辐射换热计算,通过子空间的划分,并结合定向凝固的特点回避了传统辐射换热计算中角系数的直接计算,节省了计算时间.把该方法嵌入自行开发的三维模拟软件对柱状晶和单晶叶片的定向凝固过程进行了温度场模拟,并对实际叶片凝固过程进行温度场测试,模拟结果与实测结果较好吻合.
关键词:
高温合金叶片
,
改进型Monte Carlo射线追踪法
,
辐射换热
,
定向凝固
,
数值模拟
李斌
,
许庆彦
,
潘冬
,
柳百成
,
熊艳才
,
周永江
,
洪润洲
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.02.022
在大量实验数据统计分析的基础上,建立了低压铸造ZL114A铝合金形核模型,得到了相关热力学,动力学参数.采用了一种改进的Celluar Automaton方法耦合有限差分法对合金的宏观凝固及微观组织演化过程进行了数值模拟.考虑了固/液界面的溶质再分布、微观固相分数、曲率以及各向异性因素.利用阶梯铸件研究了不同冷却速度下晶粒度、二次枝晶臂间距以及共晶组织含量的变化规律,并将模拟值与实验值进行了对比验证.
关键词:
铝合金
,
低压铸造
,
微观组织
,
数值模拟
,
形核模型
陈永
,
张长利
,
沈厚发
,
柳百成
钢铁研究学报
建立了大方坯连铸结晶器电磁搅拌条件下电磁场及钢液流场数学模型，开发了相应的Visual Cast仿真软件，并应用软件模拟分析了大方坯连铸结晶器内磁场、电磁力分布及双侧孔浸入式水口条件下结晶器内钢液流场的分布特征。结果表明，结晶器内磁场分布均匀，并沿横断面水平旋转，电磁力的旋转周期为磁场旋转周期的一半。电磁搅拌改变了结晶器内流场形态，减小回流区和冲击深度，有利于促进钢液中非金属夹杂物上浮排除，提高大方坯洁净度。
关键词:
大方坯连铸;结晶器电磁搅拌;磁场
熊守美
,
袁建路
,
刘艳改
,
刘文辉
,
柳百成
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.03.001
针对汽车发动机缸盖罩盖零件,采用压力传感器,通过对铸件的表观质量进行评定及铸件密度和抗拉强度的测定,系统研究了镁合金压铸过程中快速充型速度和起速位置对型腔内压力变化和铸件质量的影响.结果表明:随着充型速度增加,镁合金铸件的表观质量显著改善,达到一定值后,这种趋势变化不明显;铸件的表面缺陷随着起速位置的增大先增多后减少;铸件的强度与密度均随着充型速度和起速位置的增大先增大后减小,这与充型速度与起速位置对铸件型腔内压力的影响规律一致;当充型速度为70 m/s,起速位置为210 mm时,镁合金压铸件的质量与性能最佳.
关键词:
快速充型速度
,
起速位置
,
镁合金压铸
,
外观质量
,
性能
李锋军
,
柳百成
,
沈厚发
,
禹建丽
稀有金属材料与工程
用人工神经网络算法计算了消失模铸造充型过程中不同时刻液态金属-模样界面的位置.通过实验对该算法进行了验证,模拟计算结果与实际测试结果无论在充型形态还是充型时间上都符合得较好.根据得出的界面位置及边界条件,通过求解N-S方程和能量方程计算了消失模铸造充型过程的流场及温度场.讨论了该计算模型在消失模铸造过程模拟仿真中的应用.
关键词:
消失模铸造
,
充型
,
人工神经网络
,
数值模拟
