铸钢件流动与传热耦合计算数值模拟

利用计算机数值模拟技术，对铸钢件充型过程的流动与传热进行了分析，建立了充型过程流动与传热耦合计算数值模拟的数学模型，提出了运算条件和模拟软件。试验室和生产验证表明，该计算方法能准确模拟铸钢件的充型过程，为优化铸钢件铸造工艺提供了科学的依据。

铸钢应力框凝固过程三维应力数值模拟

用ＦＤＭ／ＦＥＭ集成应力分析系统对铸钢应力框的凝固过程热应力进行了三维数值模拟，得到应力框的定量的、动态的变形及其应力变化，并对照它们的凝固条件进行了分析，提出热裂倾向较大的部位。

基于流变学模型的铸钢试件三维热应力数值模拟及热裂机理研究

建立了铸件凝固过程热应力模拟的三维流变学本构方程及其有限元算法和基于流变学模型的ＦＤＭ／ＦＥＭ 集成的三维应力应变分析系统。对带热节的铸钢试件在不同约束条件、不同浇注温度、砂型初始温度及受阻长度等情况下进行了数值模拟，进而研究了这些因素对热裂趋势的影响。研究结果表明粘塑性应变是热裂产生的主要因素。

大型铸钢轧辊三维充型与凝固过程数值模拟

应用熔融金属在复杂型腔内的流动与传热计算技术及铸件常见铸造缺陷预测技术，编制了铸件充型与凝固过程三维数值模拟软件，并对大型铸钢轧辊进行了数值模拟、缺陷预测及试验验证，模拟预报与生产验证结果基本一致。

消失模铸钢件抑制增碳的研究

通过改变涂料透气性、涂层厚度和真空度等工艺因素对ZG25增碳影响的试验研究,提出了增碳过程主要发生在金属和铸型的界面的见解。认为降低EPS分解产物在铸型表面的沉积浓度有利于抑制铸钢件的增碳。

大型铸钢件间接外冷铁工艺的研究

通过浇注实验和数值计算的方法研究了铸钢件在采用间接外冷铁时，主要工艺因素对冷铁冷却面积扩大系数的综合作用。在此基础上，建立起表征各因素与铸件凝固模数关系的诺谟图。

自硬呋喃树脂砂铸钢件热裂的研究

分析了铸钢件形成过程中，自硬呋喃树脂砂具有绝热性和较差的高温退让性以及硬化剂带入的硫，使铸件增硫并收缩受阻，特别是在热节部位的缩松、缩孔附近形成热裂纹源，应力集中。铸件冷却收缩时，小的裂纹源进一步扩展形成裂纹缺陷。针对热裂成因，提出了抑制铸钢件增硫、改善铸型退让性和控制凝固过程温度场分布，消除缩松、缩孔等防止热裂缺陷的措施。

铸钢件准固态区域应力、应变数值模拟及热裂机制

对ZG45实际热裂试棒的数种工况进行了应力-应变的数值模拟，对热裂形成机制进行了讨论.研究认为：热裂起源于Bingham体，是塑性变形超过Bingham体塑性储备值所致.模拟结果表明：相对热节使Bingham体应变集中，合适的冷铁可有效地降低Bingham体应变集中，减少热裂发生的可能性.

大钢锭A型偏析的模拟研究

使用立体显微镜及深孔光纤投影仪对模拟大型钢锭内部液相对流与宏观组织的Pb-5Sn和NH_4CL-H_2O铸锭的A型偏析进行了研究.观察到A型偏析的两种形成机制.研究发现:(1)形成A型偏析的基本条件是较低的凝固速度与一定的水平温度梯度;(2)A型偏析的形貌取决于凝固速度与一次枝晶阵的取向;(3)可通过控制凝固速度,温度梯度,一次枝晶阵取向及高径比防止A型偏析.

铸钢件缩孔形成的三维定量模拟

本文提出了一种新的三维定量模拟铸钢件缩孔形成的方法。用有限差分法进行传热计算，用温度回升法和等价比热法处理由于相变放出的潜热。在传热计算的基础上采用等效液面下降法预测缩孔的形成．在微机上对实际铸件进行了模拟并与现场实际解剖的铸件进行对比，结果表明，运用本方法可以准确地预测铸钢件中缩孔的位置、体积和形状。

中硅锰铸钢碳化物团球化及抗磨机理的研究

对中硅锰铸钢采用了变质处理方法,在铸态下获得了大量团球状碳化物分布于奥氏体基体上的抗磨材料.文中着重分析了该碳化物球化及抗磨机理.

人工神经元网络在铸钢件工艺设计中的应用

以人工神经元网络实现铸钢件几何模数、挂砂层种类、挂砂层厚度、冷铁厚度与凝固模数之间的非线性映射关系，网络对检验样本的输出误差小，误差分布合理，能根据铸钢件的凝固补缩要求快速准确地确定铸钢件外冷铁工艺参数。

铸铁钢锭模失效行为的综合分析

研究了热—力循环载荷作用下铸铁的组织结构和力学性能的变化规律,以钢锭模为例,利用弹塑性有限元法获得钢锭模一个使用周期中的热—力载荷谱,在热力模拟实验机上按照热—力载荷谱控制模拟实验过程。分析了铸铁钢锭模因产生早期裂纹、龟裂而失效的机制.并对铸铁件因热疲劳而破坏的微观机制进行了探讨.

超高锰钢铸造性能的研究

利用双向无固定端线收缩仪和双圆锥试样分别测定了超高锰钢的线收缩率和体收缩率。结果表明，其线收缩率较常规Ｍｎ１３有所降低，而体收缩率较Ｍｎ１３大４０％～５０％。凝固区间变宽，合金元素含量的增加，以及钢液吸氢倾向增大，是造成这一结果的主要原因。在制定铸造工艺时，一定要加强冒口的补缩。

基于人工神经元网络的铸钢用型砂工艺专家系统

人工神经元网络专家系统是由人工神经元网络、符号／数值变换器、数值／符号变换器和解释机构等部分组成。其中，人工神经元网络是由大量处理单元（神经元）广泛互联形成的网络系统，是对人脑思维过程的生理模拟而建立起来的数学模型。这种专家系统具有并行性，分布性和可学习性等特点，使其在处理铸钢件复杂型砂工艺方面有较大的潜力。

喂线技术在铸钢生产中的应用

介绍了喂线技术在铸钢车间的应用实践。首先采用喂铝线法强化钢液的终脱氧作业，使氧和其他气体含量稳定在一定范围内，进而往钢液喂入既是脱硫剂，又是变质剂的硅钙合金包芯线进行脱硫与变质处理，从而全面提高铸件的力学性能。试验数据表明，喂线技术是铸钢车间提高产品质量的一项很有前途的实用技术。

两相连续铸钢周期Stefan问题的古典解

本文讨论一维情形下两相连续铸钢周期stefan问题,证明了周期古典解的存在性、唯一性和稳定性。

水平连铸坯热应力的计算和分析

应用铸坯凝固过程中的热弹塑性应力模型,对马钢水平连铸热试期间的铸坯进行了传热、应力和应变分析计算。定量地反映了铸坯的热应力分布,指出水平连铸铸坯出结晶器后,表面温度回升太大,可能产生中间裂纹和中心裂纹。

大型铸钢件用棕刚玉复合面砂的研究

采用SEM,EPA,X光衍射等检测手段,研究了钢水与面砂材料间相互作用的显微结构和烧结过程,揭示了铬矿砂抗金属渗透机理.研制出以棕刚玉砂为主的复合砂,经浇注试验证明,棕刚玉复合砂可以代替铬矿砂生产厚大铸钢件.

牙轮钻机履带板材料──ZG31CrMnSiMoRE铸钢的研究

对牙轮机ＺＧ３５Ｍｎ履带板的代用材料ＺＧ３１ＣｒＭｎＳｉＭｏＲＥ铸钢进行了试验研究。在分析履带板失效形式的基础上，研究了该材料的成分、力学性能、热处理工艺及耐磨性等。用扫描电镜观察了磨损表面形貌并进行分析。装机使用表明，其寿命比原用材料提高６０％。