双相钢闭式循环泵后导叶数值模拟研究及铸造工艺优化

摘要

缸体和叶片是大型发电机组重要的部件之一，但是由于铸件较大，实际铸造过程中一旦产生缺陷将导致产品质量下降而无法使用，所以需要在生产之前进行缺陷的预测。
　　本文采取对双相钢进行砂型测温的方法，设计物理实验，将实际结果与模拟结果进行对比，最终确定界面换热系数为810 W/(m2·K)。将实验所测得热物性参数录入到模拟软件中，模拟双相钢金属液在铸型中的充型距离，当浇注温度为1514℃时，实验所得距离为685 mm，模拟结果为706 mm，实验结果与模拟结果仅差20 mm，从而验证了适合双相钢数值模拟的热物性参数。
　　以上所测得的界面换热系数和热物性参数将会被录入到模拟软件MAGMA中，利用MAGMA对缸体和叶片铸造工艺进行模拟研究。在原始工艺的模拟结果基础上，针对铸件存在的主要缺陷不断地优化铸造工艺并确定最佳方案。确定采用雨淋式底注的浇注系统，并搭配底部的暗冒口，模拟实验成功消除铸件关键部位的缺陷，满足使用要求。浇注系统尺寸最终确定为：直浇道直径122 mm，横浇道直径97.6 mm，内浇道直径122 mm。冒口尺寸最终为：缸体上端明冒口尺寸：长600 mm，宽300 mm，高450 mm；中轴上端冒口尺寸：长300 m，宽150 mm，高225 mm；缸体底部圆柱形暗冒口尺寸：直径300 mm，高450 mm。

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第1章 绪论

1.1课题背景

1.2铸造过程数值模拟的国内外发展及应用情况

1.3论文主要研究内容

第2章 铸造过程数值模拟原理及工艺设计相关概述

2.1充型过程数值模拟原理

2.2凝固过程数值模拟原理

2.3 MAGMA模拟的实现过程

2.4冒口概述

2.5浇注系统概述

2.6铸件生产及技术要求

2.7本章小结

第3章 双相钢界面换热系数的测定及热物性参数的验证

3.1双相钢界面换热系数的测定

3.2双相钢热物性参数的选择

3.3模拟和实验对比验证模型

3.4本章小结

第4章 铸造工艺方案设计及优化

4.1引言

4.2方案一：原始工艺

4.3方案二

4.4方案三

4.5方案四

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢