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电子束冷床熔炼TC4钛合金铸锭凝固过程有限元模拟
学兔兔
铸 造 Sep.2010
· 912 · FOUNDRY VOI.59 NO.9
电子束冷床熔炼TC4钛合金铸锭凝固过程
有限元模拟
雷文光,于兰兰,毛小南,罗 雷,张英明
(西北有色金属研究院,陕西西安 710016)
摘要:利用ProCAST有限元软件对电子束冷床熔炼TC4钛各金铸模凝固过程进行数值模拟,研究了不同浇注速度下温
度场的分布规律、预测组织缺陷分布以及晶粒尺寸大小。结果表明,相同浇注温度下,随着浇注速度的增大,铸锭凝
固过程中达到稳态所需的时间明显缩短,且无冷隔及浇不足等缺陷出现;缩孔缩松量逐渐增大,且主要分布于铸锭的
侧表面及冒口位置;初生枝晶半径和二次枝晶臂间距逐渐增加,凝固组织变得粗大,细晶区域明显减小。在本试验条
件下,浇注温度为1 760。C时,选择100 kg/h作为最佳浇注速度,在保证生产效率的同时,可以获得组织细小、冶金质
量优良的钛合金铸锭。
关键词:电子束冷床熔炼;凝固;浇注速度;Pr0CAST
中图分类号:TG294 文献标识码:A 文章编号:1001—4977(2010)09—0912—05
Finite Element Modeling of Solidification Process of Cast TC4
Titanium Alloy During Electron Beam Cold Hearth Melting
LEI Wen-guang,YU Lan—lan,MAO Xiao—nan,LUO Lei,ZHANG Ying—ming
(Northwest Institute for Nonferrous Metal Research,Xi’an 71 001 6,Shaanxi,China)
Abstract:The solidification process of cast TC4 alloy at different casting speed during electron
beam cold hearth melting(EBCHM)was simulated by using ProCAST finite element software jn
order to study the temperature field distribution and predict the mjcrOslruclure defect distribution and
the grain size。The results show that under the same pouring temperature.with the increase of
casting speed,the casting time required to reach steady—state reduced significantly,and the defects
of cold shut and misrun did not appear:shrinkage and dispersed shrinkage increased gradually and
mostly distributed on the side Su r1:ace and riser of the ingot;primary dendrite radius and secondary
dendrite arm spacing increased gradually,solidification structure became coarse。and the
fine—grained region re
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