PDF《ZL114A合金定向凝固过程的模拟与实验》

[ 新设备・新材料・新方法] D O I :

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6 9 / j . i s s n .

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2 收稿日期:

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修回日期:

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2 8 基金项目: 上海市科委地方能力建设重点项目(

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0 ) ;

国家自然科学基金项目(

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7 5 ) ;

上海工程技术大学研究生 科研创新项目(

1 7 K Y

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0 6 ) . 第一作者简介: 徐亚军(

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9 2 ) , 男, 江苏盐城人, 硕士研究生, 主要研究方向为定向凝固成形控制与仿真.通信作者: 何涛 (

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7 9 ) , 男, 安徽枞阳人, 博士, 副教授, 主要研究方向为机器人、 特种成形等.E m a i l : h e t a o _ c n @1

2 6 . c o m Z L

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4 A合金定向凝固过程的模拟与实验 徐亚军,何涛,霍元明,赖磊捷,衣晓杰 ( 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海

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2 0 ) 摘要: 为进一步提升 Z L

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4 A合金铸造件的材料性能, 采用 P r o C A S T模拟 Z L

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4 A合金定向凝固过程, 研究了抽拉速度 对合金铸件凝固过程中的温度场、 糊状区和枝晶生长速率的影响规律.利用液态金属冷却( l i q u i dm e t a l c o d i n g ,L M C ) 定 向凝固法制备 Z L

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4 A合金棒料, 分析实验结果, 对比并验证了模型的准确性.结果表明: 在抽拉速度为

1 5 0μ m/ s 时, L M C法能够得到较高的峰值温度梯度, 获得较为理想的糊状区, 从而保证了枝晶生长速率的稳定性.在此工艺条件下 制备得到的 Z L

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4 A合金试棒, 其微观凝固组织细化程度较高, 显微缺陷较少, 因此具备更好的材料性能. 关键词: Z L

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4 A合金;

定向凝固;

P r o C A S T软件;

抽拉速度 中图分类号: T G

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4 .

3 文献标志码: A 文章编号:

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0 5 S i mu l a t i o na n dE x p e r i me n t o f D i r e c t i o n a l S o l i d i f i c a t i o n P r o c e s s o f Z L

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4 AA l l o y X UY a j u n ,H ET a o ,H U OY u a n m i n g ,L A I L e i j i e ,Y I X i a o j i e ( S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n dA u t o m o t i v eE n g i n e e r i n g , S h a n g h a i U n i v e r s i t yo f E n g i n e e r i n gS c i e n c e , S h a n g h a i

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2 0 , C h i n a ) A b s t r a c t : I no r d e rt oi m p r o v et h em a t e r i a l p r o p e r t i e so f Z L

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4 A a l l o yc a s t i n g s ,P r o C A S Tw a su s e dt os i m u l a t et h e d i r e c t i o n a l s o l i d i f i c a t i o np r o c e s s o f Z L

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4 Aa l l o y .T h ei n f l u e n c eo f p u l l i n gr a t eo nt h et e m p e r a t u r ef i e l d ,m u s h yz o n e , a n dd e n d r i t e g r o w t hr a t e d u r i n g s o l i d i f i c a t i o no f a l l o y c a s t i n g s w a s s t u d i e d .T h e Z L

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4 Aa l l o y b a r w a s p r e p a r e db y l i q u i d m e t a l c o o l i n g ( L M C )d i r e c t i o n a l s o l i d i f i c a t i o nm e t h o d .T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s w e r e a n a l y z e d ,a n dt h e a c c u r a c y o f t h e m o d e l w a s v e r i f i e d .T h er e s u l t s s h o wt h a t a t t h ep u l l i n gr a t eo f

1 5 0μ m/ s ,t h eL M Cm e t h o dc a na c h i e v eah i g h e r p e a k t e m p e r a t u r eg r a d i e n t a n dc a no b t a i nam o r ei d e a l m u s h yz o n e ,w h i c hc a ng u a r a n t e et h es t a b i l i t yo f t h ed e n d r i t eg r o w t h r a t e .T h e Z L