鎳基高溫合金凝固過程組織模擬與仿真.pdf

1、鑄造凝固過程數(shù)值模擬技術是當前鑄造學科科學研究的熱點之一。正是數(shù)值模擬技術，有效地解決了經(jīng)典理論在實際應用中存在的問題，而具有強大運算能力和圖形處理能力的計算機為這項技術的實用化提供了有效的手段。 高溫合金是伴隨著航空工業(yè)而發(fā)展起來的新型材料，通過大幅度地提高渦輪熱端進氣溫度可以顯著增加發(fā)動機工作效率和推力。高性能的高溫結構材料的研究、開發(fā)和應用一直是航空噴氣發(fā)動機研制的重要組成部分，其中高溫合金是研究最為廣泛、應用最為成熟的合

2、金材料之一。在高溫合金的研究過程中，合金的成份設計、凝固過程中的溫度場變化以及微觀組織控制一直是工作的重點。 對鑄件的凝固組織進行數(shù)值模擬，實現(xiàn)預測鑄件凝固微觀組織的形成，進而預測鑄件的力學性能，獲得主要工藝參數(shù)對鑄件凝固組織影響的定量關系，從而為優(yōu)化鑄造工藝和實現(xiàn)最佳的質量控制提供理論依據(jù)。迄今為止，對于鑄件凝固的溫度場和鑄造充型過程的數(shù)值模擬技術發(fā)展的比較成熟，對于熱裂、縮松縮孔等缺陷的研究也比較深入，并且已經(jīng)能夠應用于實踐

3、。目前研究者紛紛把目光轉向了對于凝固過程的微觀組織研究計算與預測。經(jīng)過各國學者的長期努力，微觀組織的模擬經(jīng)歷了從定性模擬、半定性模擬到定量模擬的過程，從定點形核到隨機形核，從純物質微觀模擬到對多元合金微觀組織的模擬，所應用到的數(shù)學方法也在不斷的完善。 本文結合國防科工委科研基金“十五”規(guī)劃課題“高溫合金組織超細化原理和方法研究”的要求，確定主要研究內(nèi)容如下：1.根據(jù)等效熱容法有限元理論，使用有限元軟件ANSYS，對鎳基高溫合金低