Page 94 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

命，造成巨大的经济损失。在电子工业中，对于一些对材料导电性要求极高的铸
件，偏析会导致电阻不均匀，影响电子设备的性能稳定性。除了对铸件性能产生
不利影响外，铸造缺陷还会对生产效益造成影响。带有缺陷的铸件需要返工或报

废处理，这不仅增加了生产成本，还延长了生产周期，降低了生产效率。据统计，
在一些铸造企业中，因铸造缺陷导致的废品率高达 10%~20%，这无疑是对资源
和能源的极大浪费，也削弱了企业在市场中的竞争力。

二、数值预测的重要性

面对铸造缺陷引发的众多问题，寻找有效的解决办法刻不容缓。数值预测方
法作为一项先进的技术手段，顺势而生并逐步成为研究焦点。数值预测方法借助
构建数学模型，对铸造过程中的物理现象开展数值模拟，能够在实际生产之前预

估铸件中可能出现的缩孔、偏析等缺陷。数值预测方法为铸造工艺的改进提供了
科学支撑。通过模拟不同工艺参数下铸件的凝固进程和缺陷形成状况，工程师能
够直观地知晓各类参数对铸件质量的影响规律，进而有目的地调整工艺参数，像
浇铸温度、冷却速度、模具结构等。在某汽车零部件铸造厂，通过数值模拟预测

得知，降低浇铸温度并优化冷却系统，能够有效减少缩孔缺陷的出现。经过实际
生产验证，采用优化后的工艺参数后，铸件的废品率从原先的 15% 降至了 5%，
显著提升了产品质量和生产效率。数值预测方法还能够降低生产成本、缩短研发
周期。在传统的铸造工艺研发中，常常需要开展大量的试错实验，这不仅耗费大

量的人力、物力和时间，还可能因实验条件的限制而无法全面掌握铸造过程中的
各种现象。而数值预测方法可以在计算机上进行虚拟试验，快速评估不同工艺方
案的可行性，避免了不必要的实验损耗。某航空发动机制造企业在研发新型叶片
铸造工艺时，运用数值预测方法对多种工艺方案进行了模拟分析，仅用半年时间

就确定了最佳工艺方案，相较传统方法缩短了一年的研发周期，同时节省了大量
的实验费用。数值预测方法在预防铸造缺陷、优化工艺、提升铸件质量和生产效
益等方面有着不可替代的重要意义，为铸造行业的可持续发展提供了有力的技术
保障。

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