鋳造プロセスシミュレーションソフトウェア MAGMASOFT

MAGMAstressモジュールでは、鋳造品及び型の熱弾塑性応力、残留応力、歪みといったものを予測することができます。3次元モデルに対して、凝固やその後の冷却の結果としての応力値、歪み量、そして変位量の分布を求めます。さらに、プロセス中の金型の応力や歪みを評価することも可能です。

MAGMAstressでは、

• 雰囲気温度における鋳造品の残留応力分布
• 各部の変形、収縮
• 冷却状態の違いにおける、応力の形成レベル
• 砂型の型ばらし(Shake Out)、金型の型開きの考慮
• 応力に関係する、金型の寿命予測
• 焼きいれ過程の考慮と、応力・変形レベルの予測

などを行えます。

鋳鉄品の品質は、溶解方法や、溶湯の処理、冶金工学上の現象によって決まります。鋳鉄鋳物で引け巣や組織の予測を行うためには、微視的な相変化現象を正しく捕らえ、工場での溶湯の分析結果や、鉄の種類、接種効果を考慮にいれなければなりません。

MAGMAironモジュールでは、鋳鉄の凝固過程を予測する微視的動力学成長モデル(microscopic kinetic growth models)を用いた計算を行います。溶湯中の合金成分と冶金工学に基づいて、MAGMAironは溶湯の種類や黒鉛量を予測し(ねずみ鋳鉄、ダクタイル、コンパクトグラファイト)、黒鉛の膨張と凝固収縮の競合の正確なシミュレーションを行います。これを通して、正確な収縮や引け巣が決定されます。これはまた、最終的な組織と機械的特性の予測も行います。

MAGMAsteelは、鋳造方案から熱処理まで、鋳鋼品の生産工程全体をサポートします。

• 対流と偏析
  MAGMAsteelは、液相と半凝固相(Mushyゾーン)で、温度および組成による密度差による対流に起因する流速や圧力を計算する最新のモデルを使用しています。凝固中の熱分布上において、この流れの効果が考慮されます。計算された流速は、デンドライトレベルでのミクロ偏析モデルと自動的に連成計算され、最終的なマクロ偏析が予測されます。
• 熱処理
  鋳鋼品の性能は、合金組成および熱処理プロセスによって決まります。鋳鋼品の性能予測のためには、熱処理プロセス中の温度場を正しく再現することが重要です。
  MAGMAsteelモジュールでは、熱処理プロセス中の境界条件を詳細に設定でき、それによって求めた精緻な温度遷移とCCT線図を基に鋳鋼品の各部位の組織比率を予測します。また、これを利用し機械的特性の予測も行います。

特性に関するノウハウの需要成長と同時に、鋳造シミュレーションを設計プロセスチェーンへと統合していくことは、非鉄鋳造品の特性と組織形成を予測するという要求へと帰着します。MAGAM社では、動力学成長モデル、溶湯合金成分の考慮、溶湯処理や冷却状態といったものによって、アルミニウムとマグネシウムの相変化と得られる特性を解析するための新機能を開発しています。これは、結果として、優先する相と悪化する相の量と分布を予想します。鋳造技術者に、大体のプロセス状態を設定させ、設計者に彼らの設計の鋳造品の性能に対するインパクトを伝えることができます。

DASの分布と、機械的特性がユーザーが利用可能な結果となります。

さらに、MAGMAnon-ferrousでは、溶湯中のガス含有によってもたらされる。ミクロポロシティ・ガスポロシティの予測が行えるようになります。

ほとんどの鋳造品にとって、熱処理プロセスは要求性能を達成するために非常に重要な役割を果たします。

• 鋳鋼
  多くの鋳鋼品は、その組織、機械的特性を、適切な熱処理を通して得ます。MAGMAsteelでは、成分元素の組成や、溶質対流、焼入れや焼きなましの結果として、組織やその機械的特性の分布を予測します。
• 鋳鉄
  鋳鉄品の性能を考える上で、残留応力はその重要性を増しています。MAGMA社では、与えられたプロセス状態によって、応力開放の予測を行うツールを開発しています。
• アルミニウム
  高品位な非鉄金属の部品は、総合的な熱処理を経て、要求される強度や球状化度を達成します。T6処理は、必要な特性を作り出しますが、同時に焼入れと、焼きなましの状態によって強い残留応力も引き起こします。MAGMAstressは、熱処理中の鋳造品の応力を予測します。新開発中の機能では、与えられた熱プロセスにおける、拡散と相変化を考慮したマイクロモデリングが行われます。