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厚大断面球墨铸铁件凝固装置的研制
ＤｅｖｅｌｏｐｉｎｇｏｆＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＳ．Ｇ．ＣａｓｔＩｒｏｎｗｉｔｈＨｅａｖｙＳｅｃｔｉｏｎ
马泽龙张锁梅马瑞（北京科技大学，北京市１０００８３）
摘要：自行研制了能够模拟厚大铸件冷却环境的小型凝固装置，通过控制不同的环境温度和冷却速度，来
获取厚大断面球墨铸铁件凝固过程温度场的分布和变化规律。与空冷凝固时间相比，延长了３００％的冷却凝
固时间，验证了这一装置在实验中的有效性。
关键词：厚大断面，球墨铸铁件，凝固装置
中图分类号：ＴＧ２５５：文献标识码：Ａ；文章编号：１ＯＯ６—９６５８（２ＯＯ７）Ｏ６—３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｅｌｆ—ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｍａｌｃｏｏｌｌｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｃａｓｔｉｎｇｓｗｉｔｈｈｅａｖｙｓｅｃｔｉｏｎ
ｈａｖｅｂｅｅｎｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｒｕｌｅｓｉｎｔｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｆｔｈｅｈｅａｖｙ——ｓｅｃｔｉｏｎｄｕｃｔｉｌｅｉｒｏｎｃａｓｔｉｎｇｓｈａｖｅｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ａｒｏｕｎｄｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｓａｎｄｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｅｕｔｅｃｔｉｃｔｍｉｅｉｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ
ｅｕｔｅｃｔｉｃｔｍｉｅｉｎｔｈｅａｐｐａｒａｔｕｓｈａｓｐｒｏｌｏｎｇｅｄ３ｔｍｉｅｓ，ｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅａｐｐａｒａｔｕｓｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅ
ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｄｕｃｔｉｌｅｃａｓｔｉｒｏｎｗｉｔｈｈｅａｖｙｓｅｃｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｖｅｒｉｆｉｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨｅａｖｙＳｅｃｔｉｏｎ，Ｄｕｃｔｉｌｅｉｒｏｎｃａｓｔｉｎｇｓ，Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｐｐａｒａｔｕｓ
厚大断面球墨铸铁件由于经过较长的液态冷却远大于空冷所用时间，延长共晶凝固过程，以此来模
和共晶凝固，易于导致球化衰退、球墨畸变、石墨漂拟厚大断面的冷却凝固过程＿５。ｌ其实验装置见图ｌ。
浮、缩松、缩孔等缺陷”１，并且铸件凝固是在高温下的
０～２２０Ｖ
铸型内进行，难以直接观察，特别是大、中型铸件的
凝固过程的温度场难以实测。为了实现在实验室环
境下研究厚大断面铸件（壁厚超过ｌＯＯｍｍ）的冷却凝８根Ｋ热电偶’５热电ｆ
固过程ｆ２］，本文结合厚大断面球墨铸铁件的凝固特票瓢ｆ一
点，自行研制了能够模拟厚大铸件冷却环境的小型凝计算机冷却加热炉毒件温度控制装置
固装置，通过控制不同的环境温度和冷却速度，来达图１实验装置示意图
到控制铸件凝固速度的目的，以此来获取厚大断面工作原理：先预热加热炉，利用ＤＷＫ一７０２精密
球墨铸铁件凝固过程温度场的分布和变化规律，为温度自动控制装置（以下简称温度控制柜）来控制加
预测和防止铸件的缩孔和热裂提供了科学依据。热炉内的温度，使铸型的温度稳定在一定的温度范
围内，铸件就在铸型中的特定温
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