离心铸造碳钢—高铬铸铁复合管有限元模拟研究

   2020-09-01 互联网中国铸造网15590
核心提示:  高铬铸铁是一种性能优良的抗磨材料,既具有极佳的耐磨性能,又有一定的强度和韧性,在冶金、建材、电力

  高铬铸铁是一种性能优良的抗磨材料,既具有极佳的耐磨性能,又有一定的强度和韧性,在冶金、建材、电力、煤炭等行业得到广泛的应用。对高铬铸铁耐磨性能起主要作用的合金元素是铬和碳,一般碳含量(质量分数)在2.0%~3.5%之间,铬含量(质量分数)在13%~36%之间。高铬铸铁的成分范围较宽,目前用的最多的是亚共晶成分高铬铸铁,铬含量大多在13%~18%,只有在特殊情况下(耐热、耐蚀铸件),才达到25%以上。高铬白口铸铁由于抗磨性能优良,并且具有相当的韧性和耐蚀性而日益受到人们的重视。高铬白口铸铁的韧性虽然优于其他白口铸铁,但在实际应用中仍易于破碎,而且材料成本较高,限制了它的应用推广。

  北京科技大学的学者采用离心铸造的碳钢—高铬铸铁复合管界面达到了冶金结合。利用ANSYS有限元软件对复合管凝固过程外层及内外层温度场进行了模拟与分析。模拟结果表明:离心浇注外层20钢大约9s后,铸件最低温度为1430℃,已经低于20钢固相线温度1490℃,由此可见,浇注间隔时间为9s时,可形成规则稳定的过渡层。当外层20钢的温度降至1350℃时,浇注高铬铸铁,大约30s后,内层的温度已降至1257℃,低于高铬铸铁固相线温度,此时,内层熔体已经完全凝固。

 
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