铸锭凝固过程缩孔缺陷的数值模拟.pdfVIP

学兔兔 Ju1．2013 铸 造 V0I．62 N0．7 F0UNDRY ·633 · 铸锭凝固过程缩孔缺陷的数值模拟 黄 婷，李京社，唐海燕，杨宏博 (北京科技大学台金与生态工程学院，北京 100083) 摘要 ：为减少铸锭的缩孔缺陷，采用有限元分析软件ProCAST对某厂5t铸锭的凝固过程进行模拟，讨论了浇注温 度 、锭身换热系数以及锭身锥度对缩孔缺陷的影响。结果表明：浇注温度较高时缩孔缺陷严重；锭身换热条件对铸 锭缺陷的影响很大，锭身冷却较佳换热系数是200W／(m2K·)；随着锭身锥度的增加，一次缩孔和二次缩孔深度先减 小后增加，其适宜锭身锥度为0．09。 关键词：缩孔；凝固过程；数值模拟 中图分类号：TG250．6 文献标识码：A 文章编号：1001—4977 (2013)07—0633—05 NumericalSimulationResearchoftheShrinkage DefectsinIngotCasting HUANG Ting，LIJing—she，TANGHai·yan，YANGHong—bo (SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China) Abmaet：Toreducetheshrinkagedefectsofingotcasting,thesolidificationprocessofafactory’S5tonsingot castingwassimulatedbyfiniteelementsoftwareProCAST．Theeffectsofpoufingtemperatureandheattransfer coefficientandtaperofingotbodywerediscussed．Theresultsshowthatshrinkagedefectsgotworseasthe pouringtemperatureishigh；heattransfercoefficientofingotbodyhasalargeinfluenceonthedefectsofthe ingot，200w／(m2。K)isabeaerheattransfercoefficientfortheingotcooling．Thedepthoffirstshrinkageand secondary pipebothincreaseatthebeginningandthendecreasewiththeincreaseoftaper,theappropriatevalue is0．O9． K words：shrinkage；solidificationprocess；numericalsimulation 对于铸锭这种体积收缩较大的铸造合金，经常会 何模型，导出mesh格式文件，然后进行划分网格操作。 出现缩孔和缩松缺陷，这严重影响了铸锭 的致密性 ， 网格单元为四面体单元 3]【，锭身和冒口的单元大小为50 减少了有效截面积，其力学性能大大降低 ，当缩孔缺陷 mm，浇口单元大小为5mm，网格生成方式为MeshCAST 严重时铸锭还将报废 ，给生产带来巨大的经济损失 -【2]。 默认的方式，此后将生成的mesh文件导入ProCAST进 因此如何改善铸锭的缺陷成为很多研究者所关注的问 行参数设置，最后进行计算。模拟模型为5t铸锭，与 题。本文采用有限元分析软件ProCAST对铸锭的凝 固 实际模型比例