基于JSCAST高镍铬钢核级蝶板铸造工艺与研究.pdfVIP

2014 中国铸造活动周论文集 基于JSCAST 的高镍铬钢核级蝶板铸造工艺的研究 沈捷美，张其飞，陈绍庆 （江苏神通阀门股份有限公司，江苏启东 226232 ） 摘要：采用砂型铸造的方法生产高镍铬钢蝶板铸件时，发现铸件出现较严重的气孔缺陷。对铸件进 行三维实体造型后，借助JSCAST 软件对改进后的铸造工艺进行数值模拟。结果表明：铸件能够按 照合理的顺序进行凝固，实际生产出的铸件经无损检测探伤检查内部组织致密无缺陷。 关键词：铸造工艺；高镍铬钢；数值模拟 Study on Casting Process of Nuclear Grade Butterfly Valve Disc Based on JSCAST SHEN Jie-mei, ZHANG Qi-fei, CHEN Shao-qing （Jiangsu Shentong Valve Co.Ltd, Qidong 226232, Jiangsu ） Abstract: When using sand casting method to produce high nickel chromium steel butterfly value disc castings, serious blowhole shrinkage defects were found in the castings. After a 3D solid model of the casting was created ，a numerical simulation for an improved casting process was implemented by JSCAST software. The results show that the casting can be solidified in a reasonable sequence ，and the castings in actual production have dense internal microstructure and no casting defect is found after NDE testing. Key words: casting; high nickel chromium steel; numerical simulation 高合金耐热钢铸件广泛应用于工作温度超过650℃的场合。尤其是以高镍铬钢为代表的一类高合金 化、复合合金化的耐热钢，主要合金元素是Ni ，ω （Ni ）23% 、ω(Cr)10%，且含Ni量高于含Cr量，其 组织为单一的奥氏体，并有较好的抗热冲击和热疲劳的性能[1] 。核级蝶板为核电站阀门的关键零件，其 质量的好坏直接关系到阀门是否能安全可靠地运行。笔者公司铸造车间近日生产了一批高镍铬钢核级蝶 板铸件，发现在冒口根部边缘处普遍存在较严重的气孔，影响到了这批产品的交货期。本文借助JSCAST 铸造模拟软件对此铸件改进后的工艺进行凝固模拟，结合模拟分析的结果进行实际验证，为解决铸件的 气孔问题提供了依据。 1 铸件结构及原工艺的分析 此蝶板铸件牌号为CN-3MN，是ASTM A297/A297M-2010规定的一种高温用耐腐蚀奥氏体铸钢，从 其规定的化学成分（见表1）可看出它亦属于高镍铬钢。 表1 CN-3MN的化学成分 (ω /%) B C Mn Si S P Ni Cr Mo Cu N ≤0.03 ≤2.00 ≤1.00