基于AnyCasting大型薄壁鞍座铸造工艺优化

针对大型薄壁铸件鞍座铸造过程中易产生缩松、缩孔缺陷等问题,基于AnyCasting模拟软件对鞍座的充型和凝固过程进行了模拟。根据模拟结果分析缩松、缩孔缺陷的位置分布,发现铸件内部有缩松、缩孔现象产生,并通过实际浇注试验对比缺陷位置以验证模拟结果的可信性。采用在热节位置添加内冷铁的改进方案,结果表明,原缺陷产生位置在凝固过程中优先凝固,消除了缩松、缩孔缺陷,为类似薄壁铸件实际生产提供相应指导。

鞍座支架以铸代焊工艺设计与性能分析

针对传统钢板焊接工艺生产的鞍座支架在焊缝处存在应力集中和晶粒组织粗大、易发生疲劳断裂等问题,提出了以铸代焊工艺技术方案。通过对铸造充型和凝固过程仿真分析,发现在限位挂钩处出现微小缩松、缩孔缺陷,总体积约为0.32 cm^(3)。进一步通过有限元方法对缺陷位置进行应力分析,发现该缺陷处应力仅为5 MPa,不会影响铸件整体性能。利用所提方案进行试铸试验,并测试了试铸件的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度等指标均符合设计要求,珠光体含量为80%以上,铸件承受的最大应力为60 MPa,远小于材料的许用应力,铸造鞍座支架疲劳寿命是钢板焊接鞍座支架的1.2倍。试验结果表明:铸造鞍座支架整体性能优于钢板焊接鞍座支架。

内燃机曲轴扭转疲劳强度试验研究与分析

通过对内燃机曲轴进行扭转疲劳试验研究,分析了影响曲轴扭转疲劳强度的因素以及导致曲轴扭转失效的原因,并提出了相应的改进措施。分析指出,随内燃机爆发压力的提高,曲轴所承受的扭矩会相应增大,由此导致的曲轴扭转疲劳失效不断增加。曲轴扭转失效位置主要在连杆颈油孔、曲柄臂和连杆颈下止点,失效原因涉及结构设计、原材料、机加工、热处理等多个因素。连杆颈油孔是扭转疲劳失效最常见部位,裂纹源一般在油孔内壁距轴颈表面约8~10 mm位置,轴颈表面感应淬火对扭转疲劳强度影响较大,表面感应淬火使曲轴的扭转疲劳强度降低约30%,油孔内壁抛磨可使轴颈表面淬火曲轴的扭转疲劳强度提高25%以上。

Ti、Sc、Zr联合添加对7005铝合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、MTS810液压伺服试验机、EDS能谱仪等手段研究了Ti、Sc、Zr联合细化的7005铝合金变形前后的显微组织和性能。结果表明,Ti、Sc、Zr联合细化的7005铝合金具有最小的晶粒度,最优的力学性能,比细晶铝锭(GRAI)单独细化或者Sc、Zr联合细化的效果好,抗拉强度比国家标准提高了约24%,伸长率提高了55%。这是因为Ti、Sc、Zr联合细化的合金在凝固过程中形成了与基体共格的一次Al3(ScxZr1-x)和Al3(ScxTi1-x)粒子,起到了异质形核的作用,细化了合金晶粒尺寸。合金在均匀化和固溶时效处理后析出了大量弥散分布、热稳定性高并与基体共格的Al3(ScxZr1-x)粒子,提高了合金的硬度和强度。