文档介绍：硕士学位论文
镍基高温合金复合型点阵夹芯板
设计和熔模铸造
DESIGN AND INVESTMENT CASTING FOR
COMPOUND SANDWICH PANELS OF NI-BASED
SUPERALLOY
刘宝磊
哈尔滨工业大学
2012 年 7 月
国内图书分类号:TG249: 学校代码:10213
国际图书分类号:669 密级:公开
工学硕士学位论文
镍基高温合金复合型点阵夹芯板
设计和熔模铸造
硕士研究生: 刘宝磊
导师: 朱兆军副教授
申请学位: 工学硕士
学科: 材料加工工程
所在单位: 材料科学与工程学院
答辩日期: 2012 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TG249:
: 669
Dissertation for the Master Degree in Engineering
DESIGN AND INVESTMENT CASTING FOR
COMPOND SANDWICH PANELS OF NI-BASED
SUPERALLOY
Candidate: Liu Baolei
Supervisor: Associate Prof. Zhu Zhaojun
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Materials Processing Engineering
Affiliation: School of Materials Science and
Engineering
Date of Defence: July, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
在四面体、金子塔、Kagome 三种芯子结构的基础上设计了四种复合型的点
阵夹芯板。并采用 ANSYS 数值模拟软件对复合型点阵夹芯板进行了平压性能的
研究。通过 ProCast 铸造模拟软件分析了浇注系统、充型温度、型壳预热温度、
缝隙厚度对铸件成形性的影响,最终优化出一套合理的浇注方案。
四面体、金字塔、Kagome 三种芯子结构平压载荷理论力学分析得出,相对
密度为 的三种 IN718 合金芯子结构的有效弹性模量分别为 、
、;有效屈服应力分别为 、、。通过
数值模拟计算,在平压位移载荷条件下,四面体、金字塔并列倒置排列的复合
型点阵夹芯板产生的应力集中值最小,平压性能最为优越;在平面压力载荷条
件下,并列倒置型夹芯板在四种复合型点阵夹芯中板中面板变形量最小。
对不同浇注系统的充型、凝固过程和缺陷预测分析表明:双缝隙式浇注系
统充型最为平稳,产生缩松缩孔缺陷的体积最小、热裂敏感部位产生热裂的倾
向最小;对不同缝隙厚度的铸造模拟结果表明,随着缝隙厚度的增加,缩松缩
孔缺陷先减小后增加,当缝隙厚度为 6mm 时,充型最为平稳,产生的缺陷的体
积最小。不同浇注温度条件下,缩松缩孔和热裂的缺陷均呈现先减小后增大的
变化趋势,在 1460℃时,产生的缺陷体积最少;在不同的型壳预热温度条件下,
缩松缩孔缺陷体积随着型壳预热温度的升高而减小。
三因素组合试验结果表明,最佳浇注工艺条件为:浇注温度为 1460℃、型
壳预热温度为 920℃,充型速度为 40mm/s。通过对 IN718 高温合金点阵夹芯板
熔模铸造实验研究表明,采用双缝隙式浇注系统,缝隙厚度为 6mm 和最佳浇注
工艺参数时,铸件成型完整,质量合格。
关键词:复合型点阵夹芯板;IN718 合金;数值模拟;工艺设计;熔模铸造
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
On the basis of Tetrahedral structre, Pyramidal structre and Kagome structre,
four new kinds