合金瞬态凝固温度场测试系统

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1、武汉理工大学硕士学位论文合金瞬态凝固温度场测试系统姓名：胥军申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张幼陵;余小华2003.4.1塾堡望三查堂堡主堂垡丝苎．——摘要本文针对合金瞬态凝固过程温度场的特点，详述了对该过程中合金液内温度场进行测试的方案。整个测试系统包括试验模型、电测系统和测试分析软件。试验模型从简化温度场模型的角度出发，建立了一个可以近似为一维的温度场。试验模型主要由热电偶总成、金属铸型和下压机构组成，铸型上含有溢流装置，下压机构和铸型的材料相同，下压机构上的限位装置决定了下压的深度。试验时将合金料熔化，并将铸型加热到高于合金熔点20～30"(2的温度点处

2、，浇入合金液并保温后，将下压机构迅速下压至与合金液面接触来模拟实际浇注过程中合金熔液和铸型内壁的瞬问接触．下压机构的限位装置和铸型的溢流装置保证了下压机构的下端表面能够和合金熔液表面可靠接触。电测系统用于热电信号的采集，主要包括热电偶参考端自动补偿电路、非线性放大电路、单片机数据采集电路和通讯电路。电测系统中共有8个模拟量输入通道，对应于试验模型中8个测试点，测试时可以根据需要选择不同位置的测试点。为了减少测试误差，提高测试精度，电测系统的中央处理器选取了AD公司的AdgC812芯片；为了实现实时采样，测试电路采用了RS-232串行通讯接口和计算机通讯。测试分析软件主要包括

3、数据采集模块和数据分析模块，数据采集模块主要实现测试数据的采集、数制的转换和试验测试曲线的绘制，并用颜色渲染的方法对试验过程中合金熔液和下压机构的温度场进行描述；利用数据分析模块提供的各种分析功能可以对测试得到的冷却曲线进行分析；结合曲线分析结果和热分析法，能够分析得到合金液的表层部分在与铸型内壁瞬间接触过程中的热行为，为合金凝固组织的计算机模拟提供数据资料。另外，该测试方案为薄壁材料等受铸型激冷作用较强的合金材料生产中的炉前快速检验与成分分析提供了很好的解决方案，对于指导生产实践具有一定的意义。关键词：温度场线性补偿冷却曲线热分析法茎堡望三奎堂堡主堂焦堡壅Abstract

4、TKsarticlepmforwardthedetailedprojectofcollectingthedataofAlloys’TransientSolidifca曲nTemperatureField，accordingtothecharacteristicsofthisprocess．Thewholetestingsystemincludestestingmodel，testingcircuitryandsoftwareforanalysisthetestingdata．11letestingmodelconstructedatemperatureficldwhichc

5、anconsideredasaone—dimensiononeforthepurposeofsimplifythetestingmodel．nletestingmodelmainlyconsistsofthermocouple-assembly,metallicmouldandpressing·outfit．Anoverflow-outfitwasdesignedonthemouldandarestrictiveoutfitwasdesignedonthepressing-outfit．11lematerialofthepressing-outfitisthesametot

6、hecastingmodule，andthedepthofpressingdownisdependedontherestrictiveoutfitonthepressing-outfit．Duringthetestingprocess，thea110yismeltedandthecastingmoduleisheatedtothetemperature．whichis20to30centigradehigherthanthemeltingpointofthealloy．nlequickpressingdownofthepressing-outfittothesurfaceo

7、fthemeltedalloysimulatedtheprocessofmehedalloy’Sswifttouchtotheinnersurfaceofthecastingmodule．Therestrictive-outfit0／1thepressing-outfitandtheoverflow-outfitonthecastingmodulearetoassureofthesuccessfultouchoftheundersurfaceofthepressing-outfittothesurfaceofthe