精密铸件反重力铸造凝固组织与缺陷控制研究进展

镍基高温合金、钛合金和铝镁合金等精密铸件是航空航天重大装备中重要的热端部件,目前,更高的使用温度、更大的构效比和更高的机动性等航空航天装备建设的需求,促使精密铸件向大型化、复杂化和薄壁化方向发展。反重力铸造技术具有充型稳定、压力可控等优点,是生产优质精密铸件的理想方法。早在20世纪70年代,国外就能够利用反重力精密铸造技术制造大型精密铸件。近年来,我国一些高校和研究院所也相继在反重力铸造方面开展了大量研究,在铝镁轻合金方面积累了大量经验,也具备了小批量生产能力。目前,国内的产品技术水平与国外还有一定的差距,特别是在高温合金反重力铸造方面,国内还处于起步阶段。在精密铸造过程中,疏松、裂纹、变形和尺寸超差等各类铸造缺陷的形成严重影响了铸件的使用性能,降低了铸造产品的合格率。基于此,结合反重力铸造工艺原理及技术特点,概述了反重力铸造技术的应用现状,详细综述了精密铸件反重力铸造过程中组织、缺陷的形成规律和重要的铸造缺陷预测模型,并对反重力铸造技术的发展趋势进行展望。

基于数值模拟的K418B高温合金精密铸件组织与性能研究

目的探究高温合金调压铸造的充型凝固过程,研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律,并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。方法以某精密构件为研究对象,借助Pro CAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对组织缺陷的形成进行了预测。对成形铸件的特征关键部位进行了取样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜对铸态试样的微观组织进行了观察,借助准静态万能拉伸试验机测试了特征试样的室温和高温(750℃)拉伸性能,并对断口形貌进行了观察和分析。结果数值模拟结果表明,金属液充型平稳,凝固过程基本符合自上而下的顺序凝固,铸件缺陷较少,缩孔体积分数仅为0.22%。实验结果表明,铸件的铸态组织为典型的树枝晶组织,晶粒尺寸细小均匀;二次枝晶间距较小,组织致密,缩松缩孔缺陷较少,这与数值模拟的结果吻合较好;铸件的平均抗拉强度超过900 MPa,最大伸长率为15%,该铸件具备较好的综合力学性能。结论通过数值模拟方法指导铸造生产具有一定的可靠性,同时,通过调压铸造工艺可以生产出具有较好组织和力学性能的高温合金薄壁铸件。

室外风热环境的NADPI数学模型的舒适度分析

以烟台市某住宅小区为研究对象,通过测试获取风热环境的风速、温度、湿度三个参数,利用模糊集合论、矩阵以及SPSS相关性分析确定三个参数各自的隶属度函数方程,并分别对其进行权重分配,以建立一个综合三要素衡量舒适度的NADPI数学模型。通过与综合舒适度指数进行误差分析验证,两个数值模型下各测点趋势线的斜率相近,说明NADPI数学模型计算值在误差允许范围内。THS软件可以获取小区在九个不同建筑朝向下的风速、温度、湿度三个参数,通过比对模型计算结果可知,该小区在南偏西15°时的NADPI值最大,为0.61。进而计算南偏西15°时A、B、C、D、E、F六个测点的NADPI值,分析其舒适性特点。结果表明,该小区在相对最舒适朝向下的内部不同区域之间舒适情况也存在差异。

Static Recrystallization Behavior of Twin Roll Cast Low-Carbon Steel Strip

The static recrystallization kinetics of low carbon steel cast strip was investigated by means of interrupted hot tensile tests. As-cast strip was reheated and soaked and its austenite grain size was similar to the width level of the as-cast columnar structure. The tests were carried out on Gleeble-3500 thermomechanical simulator. The deformation temperature is in the range of 800 to 1 200 ℃ with strain rate of 0.01 to 1 s ^-1. The prestrain is fixed at 0. 04 to 0.12, and the inter-hit delay time varies from 1 to 3 000 s. Effect of deformation conditions and initial microstructure on static recrystallization behavior was investigated. The activation energy （Qsrx） and Avrami exponent （n） of static recrystallization were determined to have 241 kJ/mol and 0.54 respectively by linear regression of the experimental results. A kinetics model was proposed to describe the static recrystallization kinetics in low-carbon steel cast strip. The predicted softening fractions are in good agreement with the experimental results, indicating that the proposed equations can give an accurate estimate of the softening behaviors for the low-carbon steel cast strip.

学校建筑群室外风环境模拟分析

利用CFD风环境模拟软件对某中学建筑群规划方案中的夏季、冬季两个工况的风环境进行分析。针对该项目室外风环境存在的问题,对建筑方案进行优化,在建筑方案阶段考虑建筑结构及布局与风环境场关系,达到场地内建筑风环境安全、舒适、节能的效果。