大型風力機之關鍵球墨鑄鐵件之鑄造技術

Development of Key Ductile Cast Iron Components Used in Large-scale Windmills

林其加(Chi-Chia Lin) ； 張瑞模(Re-Mo Chang) ； 潘永寧(Yung-Ning Pan)

《鑄造工程學刊》 38卷2期 (2012/06) Pp. 26-34

https://doi.org/10.29809/JTFS.201206.0004

摘要

本研究針對大型風力發電機之關鍵零組件，探討化學成分對於顯微組織（球化率、球墨數、波來鐵含量）及機械性質（抗拉強度、降伏強度、伸長率、低溫衝擊性能）的影響，以建立符合各種不同材質規格之最佳合金設計及熔鑄條件。此外，本研究以迴歸分析的方法，建立化學成分、顯微組織與機械性質之相關性迴歸方程式。此相關性迴歸方程式可針對不同規格要求的鑄件，提供最佳之合金設計及顯微組織，此外，亦可由化學成分及顯微組織依據特定之迴歸方程式來預測鑄件之各項機械性質。又，本研究選取2MW輪轂鑄件為載具，進行模流及凝固分析，以建立澆流道及冒口系統之最適設計技術。

關鍵字

大型風力發電機 ； 球墨鑄鐵 ； 合金設計 ； 拉伸性質 ； 低溫衝擊性質 ； 模流及凝固分析

並列摘要

The primary purpose of this research is to establish the optimal alloy design and microstructure for achieving the desired mechanical properties (tensile strength, yield strength, elongation and low temperature impact value) of key components used in large-scale windmills. Based upon the experimental results, multiple regression analyses have been performed to correlate the mechanical properties with chemical compositions and microstructures. The derived regression equations can be used to attain the optimal alloy design for castings with targeted specification. Furthermore, by employing these regression equations, the mechanical properties can be predicted based upon the chemical compositions and microstructures of cast irons. Furthermore, computer simulation was performed on 2 MW hub casting to simulate the filling and solidification phenomena to achieve the optimal gating and risering system design.

並列關鍵字

Large-scale windmill ； Ductile cast iron ； Alloy design ； Tensile property ； Impact value ； Filling and solidification simulation