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水平连铸CAE技术已被大量应用于实际生产当中,如铸铁型材充型凝固过程的数值模拟、应力场数值模拟、铸铁型材微观组织的数值模拟等。而在此基础上,对铸铁型材的力学性能进行预测也一直是学者研究的重点和难点之一,同时也是如今水平连铸CAE技术的热门研究方向。作为发动机类铸铁型材的发动机缸盖是极具代表性的铸铁型材产品,对其硬度性能进行实验和模拟研究具有较大的实用价值和研究意义。 以东风商用车公司水平连铸一厂生产的一款灰铸铁缸盖铸铁型材为研究对象,重点对该铸铁型材的硬度场展开了实验研究和数值模拟两方面的工作。缸盖铸铁型材硬度场的实验研究工作主要有,根据该灰铸铁缸盖铸铁型材的特征,设计出了一套合理可行的铸铁型材切片和硬度测量方案。在该实验设计方案的基础之上,全程追踪了该铸铁型材的生产过程,并获取了铸铁型材的浇注温度、浇注时间和浇注铁水成分等浇注参数。后对两组成品缸盖铸铁型材进行了切片并对各切片上的试验点进行了硬度测量,分别获得每个缸盖铸铁型材各85个实测的硬度试验数据值。铸铁型材硬度场的数值模拟工作主要有,在实验获得的铸铁型材各浇注参数的基础上,使用华铸CAE软件对铸铁型材凝固过程的温度场进行了数值模拟,通过对模拟结果进行分析计算获得了铸铁型材各硬度测量点处的凝固冷却速度。
石墨球尺寸等级等参数都优于原冲入法工艺,且铸件力学性能的稳定性得到很大改善,球化处理效果稳定,重现性好;喂线技术工艺对铁水增硅量小,可大量使用回炉料,降低了生产成本,并能灵活调整气压浇注机内镁残量的波动;同时喂线处理工艺在很大程度上了球化作业时烟气对环境的影响和污染,降低了工人劳动强度。 灰铸铁型材机械性能兼有度和高塑性,经常规热处理后可以获得各种需要的基体组织厦性能,表面处理容易,铸铁型材表面进行玻璃、搪瓷涂层,铜、铬、钨电镀,渗碳、氨等表面处理,性能远远高于砂铸件和钢件。灰铸铁型材主要由铁、碳和硅组成的合金的总称,在这些合金中,含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量,铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称,在这些合金中,含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。 在消失模工艺条件下通过向普通球墨铸铁中加入Cu、Sb元素的方法制备了度合金化球墨铸铁,并采用Procast软件对中大型冲压件模具充型过程进行模拟。系统研究了Cu、Sb元素对球墨铸铁的观组织和性能的影响规律。组织观察表明,随着Cu含量的增加,珠光体含量增加。当Cu含量一定时,随着Sb含量的增加,珠光体含量进一步增加。机械性能测试表明,Cu、Sb合金化元素能够明显地提高球墨铸铁的强度和硬度等机械性能,但导致延伸率略有下降。分析了低碳铁水中的元素与孕育剂中的元素对低碳球铁球化与性能的影响。结果表明:经SX变质剂处理后的低碳铁水可以获得细小、分布较广的石墨球,低碳球铁的综合性能不低于传统球铁,在铸态下就可以达到QT700-2的水平。但成本却大为降低。 低碳球铁在铸态下的抗拉强度可达750MPa,冲击韧性可达20J/cm~其中石墨球直径在5~20基体以珠光体为主,有少量的铁素体与渗碳体。对低碳球铁的强化与韧化做了初步的分析研究,认为低碳球铁的韧化处理具有很重要的现实意义。在扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)上观察石墨球,与传统石墨球相比低碳球铁的石墨球呈细小点状分布,球墨中心聚集有较多的球化元素而在边缘处分布有反球化元素。石墨球中心存在有氧化 【摘要 一 物、硫化物以及氮化物等组成的复杂的化合物,经分析 认为它们是球状石墨形核的有效核心。后提出进一步 改善低碳球铁性能的建议。
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