《机电一体化系统设计》课程教学资源（实例PPT）现代材料2 内嵌富勒烯、液态金属

一、铸造成形方案的选择 二、铸造成形工艺参数的确定 三、铸造成形工艺图

上海交通大学：《工程材料学》课程教学资源（PPT课件）第三讲 固溶体及液态金属凝固

铸造—一将液态金属浇注到铸型型腔中,待其冷却凝固后,获得一定形状的毛 坯或零件的方法 铸造生产的特点: 优点一一零件的形状复杂;工艺灵活:成本较低 缺点一一机械性能较低;精度低;效率低;劳动条件差

一、铸造性能对铸件结构的要求 1、铸件壁厚设计 2、铸件壁厚的均匀性 3、铸件壁的连接 4、减缓筋、辐收缩的阻碍 二、铸造成形工艺对铸件结构的要求 1、铸件外形设计 2、铸件内腔设计 3、结构斜度设计

用一种新型多功能电磁搅拌器对液态金属锡进行螺旋、直线和旋转磁场电磁搅拌凝固实验,研究了各种搅拌形式对冶金效果的影响。小方坯二冷区螺旋搅拌工业试验的结果表明:它可以减轻铸坯的白亮带,提高等轴晶率,减少中心缺陷,改善宏观偏析和夹杂物分布并有助于夹杂物的去除

论述了新型天线技术的发展现状。液体天线用离子液体或液态金属等构成天线,构造灵活,使用场合广泛;铁电材料通过可调的高介电常数特性获得辐射特性可变的天线;而薄膜天线依托柔性材料技术的进步,易于制作轻质复杂的天线,适用于航空航天领域;

采用大涡模拟研究连铸钢水非定常湍流特性，比较了雷诺平均数学模型与大涡模拟数学模型对预测结晶器内钢水湍流运动的影响.模型采用一种低温液态金属模型的超声波多普勒速度仪（UDV）的测量结果进行验证，表明大涡模拟比雷诺平均模拟与实验测量结果更加吻合.瞬态湍流研究表明，大涡模拟优于雷诺平均数学模型，能够捕捉到水口附近高频率的湍流脉动现象.水口出流钢水区域内小尺度湍流结构起支配作用，射流以阶梯状上下摆动向结晶器内扩散.受湍流大尺度作用，结晶器内流场偏流现象始终存在，并且呈周期性变化，随着对流场时间平均的增加，结晶器内的不对称现象逐渐消除

采用了一种新的混合LES-RANS（大涡模拟-雷诺平均模型）湍流模型模拟结晶器中钢液的流场.模型通过修正湍流黏度系数对水口和结晶器内湍流进行过滤，对大尺度的湍流直接采用Navier-Stokes方程求解计算，对小尺度的脉动采用标准k-ε模型进行计算.该模型能避免RANS的过分耗散并且能捕捉到更多的瞬态湍流信息.模型通过对连铸结晶器内液态金属GaInSn模型速度进行测量验证，速度测量方法为超声波多普勒测速仪（UDV）测速法.新模型与实验测量值吻合程度明显好于RANS模拟的结果，能更准确地预测结晶器和水口内的湍流行为.结晶器内瞬态流动特征表明，水口两侧流体呈周期性的偏流，周期约为5s

以铌硅基高温合金定向凝固铸造过程为对象，通过实验测试和反求法确定了铌硅基高温合金和型壳的热物性参数，以及凝固过程各界面换热系数等边界条件；利用ProCAST软件对不同抽拉速率下铌硅基高温合金凝固过程温度场进行了模拟。结果表明，随着抽拉速率由5 mm·min?1增加到10 mm·min?1，固/液界面离液态金属锡表面的距离由12.1 mm下降到8.2 mm；平均糊状区宽度逐渐变窄，由11.5 mm减小到10.4 mm。针对抽拉速率为5 mm·min?1的实验结果表明，数值模拟结果与实际定向凝固实验获得的一次枝晶间距差异在6%以内，从一个方面验证了温度场模拟结果的正确性，相关结果可为铌硅基高温合金叶片定向凝固铸造参数的确定提供参考