李波
,
刘艳
,
李雪
,
尚伟
,
周君华
,
潘国志
,
孙长波
材料科学与工艺
为了解决某薄芯气冷叶片断芯、疏松等影响铸件合格率的问题,开展了铸件浇注工艺研究.找出了浇注温度、型壳温度、浇注速度、浇注系统等主要工艺因素与铸件晶粒尺寸、铸件断芯等缺陷的关系.设计出一种可有效防止钢水冲击断芯并对铸件良好补缩的浇注系统.研究表明,提高型壳温度、降低浇注速度有利于晶粒细化、防止钢水冲击断芯；底注式浇注系统和交汇式补缩系统对减少铸件断芯有利.实践证明,这种铸造工艺有效提高了铸件合格率.
关键词:
精密铸造
,
涡轮叶片
,
浇注工艺
,
晶粒
,
断芯
,
疏松
周君华
,
孙长波
,
尚伟
,
李波
材料科学与工艺
为解决企业生产中某精铸件存在的缺陷问题,利用数值模拟软件ProCAST对其充型过程和凝固过程进行模拟,并预测缩孔和缩松的存在情况.根据数值模拟的结果对该铸件工艺方案进行相应的改进,显著降低了缩孔和缩松缺陷,并提高了产品的合格率.应用表明:铸造模拟软件能够准确地预测充型凝固过程中可能产生的缺陷,从而辅助工艺人员进行工艺优化.
关键词:
熔模铸造
,
数值模拟
,
缩孔缩松
,
工艺优化
,
ProCAST软件
孙长波
,
尚伟
,
周君华
,
李波
,
李宝峰
材料科学与工艺
为了完成某航空发动机扩压器部件的整体精密铸造,提高铸造的合格率,降低铸造成本,采用ProCAST数值模拟技术对铸造过程进行了模拟.模拟结果表明:当型壳采用保温毡包裹,保温温度为1 050℃时,铸件下端加强筋附近出现了分散状的缩松;对出现疏松的部位采用铁砂制备型壳,熔注时型壳下部采用河砂保温,型壳上部仍然采用保温毡进行保温,保温温度改为1 100℃,模拟出铸件加强筋部位的疏松缺陷减少,甚至消失.实物熔注结果表明,采用ProCAST软件对扩压器铸件精铸工艺参数的模拟结果与实物浇注缺陷吻合.
关键词:
ProCAST
,
数值模拟
,
熔模铸造
,
缩松
,
保温方式
,
工艺优化
唐宁
,
孙长波
,
张航
,
许庆彦
,
柳百成
稀有金属材料与工程
基于有限元和Panda热动力学数据库建立了单晶叶片真空熔模铸造定向凝固过程的数理模型,对不同工艺下单晶叶片试样凝固过程中的温度场、糊状区演变及枝晶二次臂间距进行了仿真,研究了缺陷形成机理和规律.计算结果与实验吻合良好.计算结果显示,拉速大时二次臂细小,但杂晶产生的趋势加大:拉速小时杂晶不易形成,但二次臂增粗.对实际空心薄壁复杂单晶叶片定向凝固过程的模拟研究表明,二次臂间距在叶身部分分布比较均一, 3.5mm/min抽拉时有可能在缘板处产生杂晶.采用变拉速工艺,不仅可避免杂晶缺陷,还能保证工件大部分枝晶细小,提高生产效率和成品率.
关键词:
空心单晶叶片
,
定向凝固
,
热动力学数据库
,
二次臂间距
,
数值模拟
张航
,
许庆彦
,
孙长波
,
戚翔
,
唐宁
,
柳百成
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00214
研究了螺旋段在选晶过程中的作用.基于金相及EBSD实验结果,指出在晶粒竞争生长过程中,晶粒二次臂取向和初始位置分布特征综合决定了晶粒的竞争优势.总结提出了选晶过程的两个几何限制机理:水平方向的二次臂竞争促进作用和竖直方向的一次臂限制作用.两种模型成功解释了螺旋段对选晶过程的作用.采用修正的元胞自动机(MCA)技术,对螺旋段的晶粒竞争生长过程进行了模拟.研究了晶粒结构及晶体取向随定向凝固过程的变化规律,并与实验结果进行了对比,两者吻合较好.基于模拟与实验的研究,获得了螺旋参数对选晶行为的影响规律及作用机理,提出了选晶器螺旋段的设计准则.
关键词:
数值模拟
,
选晶行为
,
晶粒取向
,
EBSD
张航
,
许庆彦
,
孙长波
,
戚翔
,
唐宁
,
柳百成
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00213
从实验及模拟角度对比研究了引晶段的晶粒密度和取向随晶粒生长高度(研究位置距试样底面的高度)的变化规律,并给出了引晶段参数的设计准则.采用EBSD晶体取向成像技术获得了引晶段截面的晶粒形貌和取向极图;采用CA-FD方法,针对单晶定向凝固过程进行数理建模与仿真,实现了凝固过程的三维宏观温度场与微观组织生长的模拟计算.从宏、微观角度解释了定向凝固过程的晶粒竞争演化行为,为引晶段设计提供理论支持.
关键词:
螺旋选晶器
,
引晶段
,
数值模拟
,
晶粒取向
,
晶粒密度
乐献刚
,
周亦胄
,
尚伟
,
裴延玲
,
顾欣
,
孙长波
稀有金属
以国内第2代单晶高温合金DD6为研究对象,研究了型壳中央散热对其凝固组织与持久性能的影响.结果表明,与合金中柱型壳相比,石墨中柱型壳能有效地改善单晶凝固过程中温度场的均匀性,提高温度梯度,有利于保持单晶凝固过程中热流方向的平直.因此,石墨中柱型壳有利于降低一次枝晶间距,细化γ-γ'共晶相,减少单晶生长方向与[001]方向的角度差,使单晶高温合金获得较高的持久寿命.
关键词:
型壳中央散热
,
单晶高温合金
,
温度场
,
凝固组织
,
持久寿命
孙长波
,
付广艳
,
刘群
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2004.04.017
研究了两种不同Cr含量的常规熔炼Ni-Cr-Al合金在1000℃空气中的氧化行为.合金氧化动力学遵循抛物线规律,Ni-20Cr-2.5Al合金在1000℃的氧化增重略小于Ni-15Cr-2.5Al合金,二者的氧化增重都明显小于Ni-20Cr合金.Ni-20Cr-2.5Al合金1000℃氧化后形成了外层的Cr2O3及内层极薄的Al2O3型氧化膜,在Ni-Cr合金中加入Al,由于Cr、Al的相互作用,降低了形成Cr2O3和Al2O3外氧化膜所需的Cr或Al的临界含量,促进了保护性Al2O3或Cr2O3膜的生成.
关键词:
Ni-Cr-Al合金
,
高温氧化
,
氧化膜
