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K439B导向器铸造夹杂物影响的数值模拟

夏梦园 吴文云 方清远

夏梦园, 吴文云, 方清远. K439B导向器铸造夹杂物影响的数值模拟[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(1): 62-67. doi: 10.12299/jsues.24-0193
引用本文: 夏梦园, 吴文云, 方清远. K439B导向器铸造夹杂物影响的数值模拟[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(1): 62-67. doi: 10.12299/jsues.24-0193
XIA Mengyuan, WU Wenyun, FANG Qingyuan. Numerical simulation of inclusions in K439B turbine nozzle casting[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(1): 62-67. doi: 10.12299/jsues.24-0193
Citation: XIA Mengyuan, WU Wenyun, FANG Qingyuan. Numerical simulation of inclusions in K439B turbine nozzle casting[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(1): 62-67. doi: 10.12299/jsues.24-0193

K439B导向器铸造夹杂物影响的数值模拟

doi: 10.12299/jsues.24-0193
基金项目: 上海市Ⅲ类高峰学科—材料科学与工程高能束智能加工与绿色制造(0235-A1-5300-24-090802)
详细信息
    作者简介:

    夏梦园(1999 − ),女,硕士生,研究方向为高温合金夹杂缺陷数值模拟。E-mail:xmykysn@163.com

    通讯作者:

    吴文云(1978 − ),男,讲师,博士,研究方向为高温合金智能制造。E-mail:wenyjlu@126.com

  • 中图分类号: TG24

Numerical simulation of inclusions in K439B turbine nozzle casting

  • 摘要: 导向器是飞机重要零部件,用高温合金K439B铸造导向器过程中易产生夹杂,导致导向器性能降低。运用ProCAST有限元模拟软件分析浇注温度和浇注速度对夹杂产生的影响。研究发现,当浇注温度升高,导向器铸件的夹杂数量整体呈现减少的趋势,浇注温度为1520 ℃时夹杂最少;当浇注速度增加,夹杂的直径先增大后减小,夹杂数量有所减少,在浇注速度为176 mm/s时夹杂最少。研究得出最佳工艺参数为浇注温度1520 ℃,浇注速度176 mm/s,此时夹杂缺陷最少。
  • 图  1  导向器有限元网格模型

    Figure  1.  Finite element mesh model of turbine nozzle

    图  2  K439B黏度−温度曲线及固相分数−温度曲线

    Figure  2.  Viscosity-temperature curve and fraction solid-temperature curve of K439B

    图  3  不同浇注温度产生夹杂对比图

    Figure  3.  Comparison diagram of inclusions produced at different pouring temperatures

    图  4  不同浇注温度下夹杂数量和平均直径对比图

    Figure  4.  Comparison of inclusions number and average diameter at different pouring temperatures

    图  5  固相率10%时不同浇注温度的温度场对比图

    Figure  5.  Comparison of temperature field at different pouring temperatures with 10% solid phase ratio

    图  6  1520 ℃时凝固过程模拟结果图

    Figure  6.  Simulation result of solidification process at 1520

    图  7  不同浇注速度夹杂对比图

    Figure  7.  Comparison chart of inclusions at different pouring speeds

    图  8  不同浇注速度下夹杂数量、平均直径对比图

    Figure  8.  Comparison of inclusions number and average diameter at different pouring speeds

    图  9  不同浇注速度金属液流速模拟结果对比图

    Figure  9.  Comparison of simulation results of liquid metal flow at different pouring speeds

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-01
  • 网络出版日期:  2026-05-27
  • 刊出日期:  2026-03-01

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