球墨鑄鐵件作為重要的工程材料,在的很多的鑄件產(chǎn)量中有較大的比例并且生產(chǎn)技術(shù)也達到了一定的水平.但由于鑄造過程中的復(fù)雜性使得球墨鑄鐵件的質(zhì)量仍然存在著很多的問題.為了更好地控制其生產(chǎn)質(zhì)量,本文根據(jù)生產(chǎn)實際及當(dāng)前的關(guān)于球型石墨、晶體方面的形成、生長理論,結(jié)合先進的計算機技術(shù),對金屬凝固過程的觀組織進行了計算機模擬仿真,也稱為凝固過程觀模擬,這個名稱是相對于凝固過程宏觀模擬而言的,具體是指在晶粒尺度上對金屬凝固過程進行模擬仿真.本文根據(jù)熱力學(xué)、凝固原理等理論,建立了凝固過程中熱傳遞、溶質(zhì)傳遞和石墨球、奧氏體的形核、生長進行模擬,以能量小原理為基礎(chǔ),考慮體積自由能和界面能的定量影響,建立了晶粒生長概率模型.根據(jù)所建立的模型,采用了Microsoft Visual C++ 6.0開發(fā)平臺開發(fā)了相應(yīng)的三維模擬計算程序和二維動態(tài)顯示程序.針對觀模擬計算量大的特點,本文采用了局部區(qū)域模擬法,并相應(yīng)地解決了整體區(qū)域和局部區(qū)域之間的數(shù)據(jù)映射、局部區(qū)域的邊界處理、局部區(qū)域模擬結(jié)果的放大顯示等問題.該方法通過僅對關(guān)鍵的局部區(qū)域模擬而有效地節(jié)省了計算量.針對球墨鑄鐵(成分為:碳含量為3.7﹪、硅含量為3.3﹪、錳含量小于0.4﹪)在砂型中的凝固過程,進行了實驗對比研究.使用編寫的模擬仿真軟件對實驗過程中的觀組織進行了模擬,并把模擬的計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比,二二者基本吻合.

為開發(fā)度易切削加工度灰鑄鐵提供理論依據(jù)，獲得度易切削加工灰鑄鐵的組織形貌為短細的石墨及細小片間距的珠光體組織。
  研究灰鑄鐵消失模鑄造法金屬液充型過程的規(guī)律，對于消失模鑄造工藝設(shè)計、鑄件質(zhì)量控制及流場和溫度場的數(shù)值模擬具有重要意義。 本文利用自行研制的32通道開關(guān)量／32通道溫度模擬量計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用正交試驗設(shè)計方法研究了工藝參數(shù)對灰鑄鐵消失模鑄造充型速度的影響。通過線性回歸，建立了線性回歸方程，對影響充型速度的諸多因素——負壓度、模樣密度、涂料透氣性、澆注溫度、金屬液靜壓頭、內(nèi)澆道尺寸、模樣厚度進行了篩選。在正交試驗的基礎(chǔ)上，對所確定的主要工藝因素對于充型速度的影響進行了系統(tǒng)的測試，通過改變負壓度、模型密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、涂料透氣性、澆注方案、模型幾何形狀等參數(shù)，研究了各工藝因素對充型過程的影響，獲得了在各種條件下金屬液充型的等時曲線圖，通過對其進行分析，找出了金屬液充型形態(tài)的規(guī)律，定量地確立了主要工藝因素對充型速度影響的規(guī)律。
另外，研究了消失模鑄造法鑄型表面硬度、界面換熱系數(shù)的變化規(guī)律。后，對比分析了開關(guān)量采集到的流場數(shù)據(jù)與熱電偶測溫技術(shù)所獲得的流場數(shù)據(jù)。結(jié)果表明： 1灰鑄鐵消失模鑄造充型過程中流動金屬前沿呈放射弧線狀向前充填。 2試驗條件下，工藝因素對充型速度影響作用由大到小的順序為：負壓度、模樣 西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、模樣厚度、涂層透氣性、內(nèi)澆道面積。 3 負壓度是影響充型形態(tài)和充型速度的關(guān)鍵因素。用消失模鑄造法得到健全灰 鑄鐵件的基本條件是在－200mmhg～400nunhg的負壓度范圍內(nèi)澆注。