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沉没辊筒铸件的凝固模拟与工艺优化开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

沉没辊筒铸件是钢板热浸镀铝铝锅中使用的重要消耗部件。沉没辊装置作为热浸镀铝工艺中的关键功能部件,需要在高温铝液中连续运行,其抗铝液腐蚀的性能及力学性能会影响到辊筒的使用寿命。目前,该类产品主要依靠进口[1,2]

灰铸铁作为一种常见铸铁材料,相比高等级不锈钢,其耐腐蚀性能并不是十分突出。但是由于热处理只能改变基体而不能改变石墨形态[3,4],所以在高温金属液的环境下,灰铸铁中较为粗大的石墨组织反而会提供更强的耐腐蚀性能[5,6]。相比与其他钢铁材料,灰铸铁的力学性能表现出较大的脆性,而且随着含碳量的增加而导致的片状石墨组织的增加,从而增大了材料的脆性。同时随着s与p元素的增加,灰铸铁的热脆性与冷脆性分别增加[7]。在生产过程中,灰铸铁容易出现铸件缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷[8]。为了在满足耐腐蚀的前提下达到强度要求,可以选用s、p元素更低的合成灰铸铁来代替传统灰铸铁,合成灰铸铁用废钢做原料,避免了一些不良的遗传性。

在满足力学性能的前提下达到抗腐蚀的目的,除了对材料组织成分的调节之外,还能从铸件的生产工艺上进行优化以提高部件性能。为了设计出适合工厂生产需求的沉没辊筒铸件的铸造工艺,需要运用计算机模拟的技术来实现对铸造生产过程中可能出现的问题进行预测与改进。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解沉没辊筒铸件的制备技术,以及提高铸件质量的方法,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

2.建立沉没辊筒铸件的三维模型,应用铸造工艺设计理论设计沉没辊筒铸件的铸造工艺,应用凝固模拟软件进行模拟仿真;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照研究方案,完成pro/e对沉没辊筒铸件的建模。

第8-11周:完成凝固模拟软件对沉没辊筒铸件的温度场等模拟分析及工艺优化。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 黄豪军.热镀锌线沉没辊装置液固耦合振动分析及试验研究[d].武汉:武汉科技大学,2016.

[2] 刘灿楼,李鹏远,俞刚强,等.钢板连续热浸镀铝生产工艺技术[j].中国冶金,2016,26(6):45-50,64.

[3] gul h a, faizul h.the morphology of coating/substrate interface in hot-dip-aluminized steels[j].materials science and engineering a,472(2008):157-165.

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