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高镍球铁耐热性能与排气歧管数值模拟研究

齐洋  
【摘要】: 汽车排气歧管是靠近发动机的器件,工作环境十分恶劣,排气歧管选用的材料应具有良好的耐热能力和成型性能。高镍奥氏体球墨铸铁(高镍球铁)作为排气歧管最新使用材料,已经被广泛认可。本课题以自主开发与制造高镍球铁排气歧管铸件为目的,分别对其组织、性能和铸造过程数值模拟进行研究。 采用ESCALAB-250 X射线衍射仪、JSW-5310和JXA-840扫描电镜、LinK-ISIS能谱和OLYMPUS-PMG3金相显微镜对高镍球铁显微组织进行观察与分析。运用扫描电镜观察热疲劳裂纹形貌及裂纹萌生和扩展特征,并分析在热疲劳试验过程中高温氧化情况。采用FM-70维氏硬度计分析在热疲劳试验循环过程中基体硬度的变化。通过上述研究,对其作为排气歧管材料抵御开裂的能力提供了实验基础和理论依据,以便于在实际生产中更好的应用。 运用有限元模拟软件ProCAST观察充型凝固过程中的温度场、速度场、金属液流动,预测铸件中可能存在的缺陷。对不同的工艺方案进行改进,通过优化工艺参数,从而帮助在实际生产前采取有效措施避免铸件缺陷的产生,达到提高产品质量、缩短产品开发周期,降低生产成本的目的。


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