《昆明理工大学》2004年硕士论文

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《昆明理工大学》 2004年

球墨铸铁微观组织模拟仿真

唐瑞春  

【摘要】：球墨铸铁件作为重要的工程材料，在当今的很多国家的铸件产量中有 较大的比例并且生产技术也达到了一定的水平。但由于铸造过程中的复杂 性使得球墨铸铁件的质量仍然存在着很多的问题。为了更好地控制其生产 质量，本文根据生产实际及当前的关于球型石墨、晶体方面的形成、生长 理论，结合先进的计算机技术，对金属凝固过程的微观组织进行了计算机 模拟仿真，也称为凝固过程微观模拟，这个名称是相对于凝固过程宏观模 拟而言的，具体是指在晶粒尺度上对金属凝固过程进行模拟仿真。 本文根据热力学、凝固原理等理论，建立了凝固过程中热传递、溶质 传递和石墨球、奥氏体的形核、生长进行模拟，，以能量最小原理为基础， 考虑体积自由能和界面能的定量影响，建立了晶粒生长概率模型。根据所 建立的模型，采用了Microsoft Visual C++6． 0开发平台开发了相应的三维 模拟计算程序和二维动态显示程序。 针对微观模拟计算量大的特点，本文采用了局部区域模拟法，并相应 地解决了整体区域和局部区域之间的数据映射、局部区域的边界处理、局 部区域模拟结果的放大显示等问题。该方法通过仅对关键的局部区域模拟 而有效地节省了计算量。 针对球墨铸铁(成分为：碳含量为3． 7％、硅含量为3． 3％、锰含量 小于0． 4％)在砂型中的凝固过程，进行了实验对比研究。使用编写的模 拟仿真软件对实验过程中的微观组织进行了模拟，并把模拟的计算结果与 实验结果进行了对比，二者基本吻合。

【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TG255
【目录】：

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