镍基高温合金多叶片定向凝固过程数值模拟

金属学报, 2007, 43(10): 1113-1120. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2007.10.019

镍基高温合金多叶片定向凝固过程数值模拟

于靖 ^1, , 许庆彦 ^2, , 李嘉荣 ^3, , 袁海龙 ^4, , 刘世忠 ^5, , 柳百成 ^6,

1.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京,100084

2.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京,100084

3.北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室,北京,100095

4.北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室,北京,100095

5.北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室,北京,100095

6.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京,100084

基金项目: 国家自然科学基金(10477010) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2005CB724105)

关键词：镍基高温合金 , 定向凝固 , 多叶片 , 加热炉几何尺寸 , 熔模铸造 , 数值模拟

NUMERICAL SIMULATION OF DIRECTIONAL SOLIDIFICATION PROCESS OF MULTIPLE TURBINE BLADES OF Ni-BASED SUPERALLOY

建立了基于Monte Carlo法的射线追踪模型,并用来动态处理定向凝固抽拉过程中多叶片间以及叶片与加热炉间的辐射换热过程.模型中考虑了抽拉速度、加热炉几何尺寸等影响,研究了2种抽拉速度下的温度分布.得到的温度采样点冷却曲线与实际冷却曲线进行了对比并得到了较好的结果.多叶片条件下,冷却区叶片靠近炉壁的温度低于同一水平线上靠近炉腔中心部分的温度.抽拉速度为7.0 mm/min时等温线的斜率高于抽拉速度为4.5 mm/min时的斜率.炉腔的几何尺寸对凝固过程温度分布有重要影响.

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