矿用平板车车轮铸件熔模铸造工艺优化

矿用平板车车轮铸件结构复杂,在熔模铸造过程中经常会产生缩松缩孔等缺陷。通过数值模拟软件分析该铸件的浇注过程,结果显示在车轮轮辋底部存在较多缩松缩孔,严重影响了铸件质量。为降低该铸件的缩孔率,对工艺方案进行改进,同时针对浇注温度、浇注速度、型壳预热温度三个工艺参数进行优化。各个工艺参数之间对缩孔率的影响是相互的,通过正交试验获得最优工艺组合。优化后的工艺参数提升了车轮铸件的工艺质量和生产效率。

铸造中碳钢钢锭凝固组织的数值模拟

使用CAFE方法模拟了铸造中碳钢钢锭的凝固组织,确定了适用于砂型铸造中碳钢钢锭凝固组织数值模拟的相关参数,主要包括形核密度(n)、形核过冷度(ΔT)及枝晶尖端生长动力学参数(a2,a3)。在此基础上,对比分析了形核和长大过程参数对数值模拟结果的影响,发现在面形核过冷度(ΔT_(s,max))不变的情况下,提高体形核过冷度(ΔT_(b,max))会显著增加钢锭组织中柱状晶的比例;在形核参数不变的前提下,增大a2和a3,也会显著扩大柱状晶区的面积;对不同冷却条件下的钢锭凝固组织的数值模拟结果表明,随着冷却速度的加快,钢锭组织中柱状晶的数量明显增加。

《奥氏体锰钢铸件》国际标准解读

介绍了ISO 13521“Austenitic manganese steel castings”标准的发展过程和ISO 13521:2023的主要内容、标准特点和应用。介绍了热处理、化学成分、显微组织对奥氏体锰钢材料性能的影响。介绍了ISO 13521:2023和GB/T 5680—2023《奥氏体锰钢铸件》的牌号对照,便于标准使用者充分理解本标准,更好地指导我国该领域技术进步,促进我国奥氏体锰钢产业发展。

动车组关键铸钢件质量控制

介绍了动车组关键铸钢件材料技术指标、表面质量以及内部质量要求。结合部分关键铸钢件超标磁痕缺陷、渣气孔缺陷以及侵入性气孔缺陷的防治过程,阐述了保证铸件质量的工艺举措。

水质化学稳定性评估方法在球墨铸铁管道系统中的应用

球墨铸铁管作为广泛应用的输水管材,其内部腐蚀防护方案的确定需要对输送水质进行科学和系统的评估。2022年6月,ISO/TR43402022:《water aggressiveness evaluation and optimized lining choice》发布,本文结合该技术报告的编制过程,探讨水质化学稳定性评估对球墨铸铁管内部腐蚀防护方案的指导意义。

铁路货车转K6摇枕铸钢件铸造工艺研究及应用

针对铁路货车转K6摇枕铸钢件试制过程中出现的表面夹砂和浇不足等技术问题,设计了一种一体拼接式耐火材料三通浇注系统,解决了浇注过程中高温钢液紊流及冲砂导致的铸件表面夹砂等问题,提高了浇注速度和铸件出品率。在摇枕旁承盒上设计专用排气架,解决了因排气不畅导致的旁承盒浇不足等难题。新工艺提高了铸件质量,节约了返修成本。

GB/T 41162—2022《特殊物理性能合金钢铸件》标准解读

介绍了《特殊物理性能合金钢铸件》国家标准的制定概况、适用范围、铸件牌号、热处理规范及应用等;重点解读了七种耐蚀铸钢、四种低膨胀系数耐热铸钢和一种镍基自润滑耐磨合金牌号中合金元素的作用以及热处理规范。本标准的制定为我国特殊物理性能合金钢铸件的整体产业提升与发展,促进产业结构调整与优化升级提供了参考标准和技术保障,将有力促进行业技术水平的提高。

铸造CAE技术在铸钢件中的应用

介绍了铸造CAE技术的基本思路和原理以及华铸CAE/InteCAST-Steel7.0的基本情况和应用实例。表明现阶段的铸造CAE软件能够很准确地预测铸钢件在充型凝固过程中可能产生的缺陷,从而辅助工艺人员进行工艺优化,指导实际铸钢件的生产。

基于物联网的离心池远程数据采集系统

论述了开泰集团磨料公司钢丸生产车间离心池温度数据采集和使用流程。离心池温度数据通过现场检测元件获得,在现场用仪表显示报警,并使用物联网设备无线转发到云端;在远程服务器通过OPC方式,获得云端数据,然后存储到服务器并再次转发和应用。通过设备的远程监控,加强了现场车间生产数据的监控,提升了产品的质量,推动开泰集团数字化应用的进展。

稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢组织与性能的影响

研究了稀土复合变质对新型铸造热锻模具钢 (CHD钢 )组织与性能的影响。结果表明 ,稀土复合变质能细化晶粒 ,并且随着稀土量的增加 ,细化效果明显 ;加入适量的稀土复合变质后 ,夹杂物数量明显减少 ,夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中 ,形态和分布得到了改善。向钢中加入稀土进行复合变质 ,能促进贝氏体、奥氏体和位错亚结构的形成 ,细化马氏体板条。当残留稀土含量为 0 .0 2 %时 ,CHD钢的硬度、强度变化不大 ,断裂韧性 (KIC)和疲劳裂纹扩展门槛值 (ΔKth)有所提高 ,冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高了近一倍 ,抗热疲劳性能也最好。

电炉-CSP工艺生产HSLC钢的研究与开发

介绍了HSLC钢的力学性能、成分和纯洁度控制,讨论了HSLC钢的强化机理.结果表明,在σ8≤450MPa条件下,珠钢电炉-CSP工艺生产的HSLC钢的力学性能与国外同类钢相当.提出了HSLC钢的成分控制要点,开发了电炉终点碳控制和低氧控制技术,发现了低碳钢中存在纳米硫化物、氧化纳、氮化物和碳化物.与HSLA钢类似,HSLC钢亦具有沉淀强化机制,纳米铁碳化物应是主要沉淀强化相.

低频脉冲磁场对60Si2CrVA弹簧钢凝固组织的影响

研究了浇注前与浇注后施加脉冲磁场对60Si2CrVA弹簧钢凝固组织的影响。结果表明,浇注前与浇注后施加脉冲磁场对铸锭边部柱状晶生长均有明显的抑制作用,对铸锭心部晶粒有明显的细化作用,但二者之间差别不大。与常规浇注铸锭相比,浇注40 s后施加脉冲磁场柱状晶区仅为(4.9±0.3)mm,降低了53.7%,心部晶粒尺寸细化至(407±30)μm,降低了47%。脉冲磁场引入的强制对流可使中心熔体的平均冷却速率由常规时的1.45℃/s提高至2.36℃/s左右。脉冲磁场调控凝固组织的作用机制主要是促进了晶核增殖和漂移,对柱状晶生长的阻碍效果更明显。

钢的半固态电磁搅拌力场与组织转变

利用自制的高熔点半固态电磁搅拌装置对60Si2Mn钢半固态电磁搅拌力场及它对组织转变的影响进行了理论分析和实验研究。结果表明:电磁搅拌功率和频率直接影响电磁搅拌力,进而对金属熔体的流动形态有明显的影响。在一定频率范围内,搅拌功率加大,搅拌力随之增加;当搅拌功率达到一定值时(5kW),继续加大搅拌功率将导致搅拌装置发热并恶化60Si2Mn钢半固态组织的转变效果。适宜的频率范围为20～50Hz。如果频率太高,屏蔽和钢熔体粘滞效应增大,将导致搅拌力下降;频率太低,涡漩电流减小,同样导致搅拌力下降。电磁搅拌力作用下的金属熔体流动形态由一个集中的大漩涡和较多的小漩涡构成。这种流动形态在宏观上可促使钢液的温度场和浓度场均匀化;微观上增加局部紊流密度,促使枝晶组织向球状组织转变。

考虑气隙分布的超大宽厚比钢锭凝固过程数值模拟研究

扁钢锭的设计及其质量控制是制约“冶炼-铸锭-轧制”方法生产特厚板的关键,大宽厚比扁锭可不经开坯直接轧制,从而简化生产流程,降低生产成本。采用数值模拟的方法研究了超大宽厚比扁锭的气隙生长、凝固进程以及缩孔缺陷的分布。同时,分析了不同宽厚比和预起拱参数对铸锭凝固质量的影响。结果表明,当大宽厚比扁锭凝固时,扁锭宽面中部与宽面1/4位置的气隙厚度差可达1 mm以上,进而在扁锭内部产生两个热中心。随着宽厚比的增加,双热中心现象更明显,导致缩孔缺陷增多。此外,随着预起拱高度的增加,双热中心现象变得不明显,缩孔体积减少,当拱高为80 mm时,超大宽厚比铸锭质量良好。

铸造Cr12模具钢共晶碳化物的粒化

铸造Ｃｒ１２模具钢中共晶碳化物呈网状分布，经多元复合变质剂变质处理，共晶组织发生细化，离异共晶数量增多；经热处理后，碳化物变成粒状且均匀分布于基体中，冲击韧性得到明显提高，为铸造Ｃｒ１２模具钢的应用提供了保证。

变质处理高速钢导辊的研究

通过调整高速钢成分和采用RE K Na复合变质处理,改变了共晶碳化物的形态和分布,使铸造高速钢冲击韧度提高69 9%,热疲劳抗力也明显改善。变质处理高速钢导辊使用中不粘钢、不破碎、不剥落,使用寿命比高镍铬合金铸钢和Cr12MoV锻钢导辊提高2～3倍。

合金元素对高碳高速钢中碳化物形成及形态的影响

采用铸造方法制备了高碳、高钒和变质处理为特征的亚共晶 ( 5%V)和过共晶 ( 8%V )两类新型高速钢 ,研究了V、Nb、Mo对高碳高钒系高速钢中碳化物形成及形态的影响。结果表明 ,提高钒含量至过共晶是获得大量颗粒状MC型碳化物的决定性因素 ,钒铌复合加入未明显改善碳化物形态 ,提高Mo含量增加了层片状的M2 C型碳化物的形成 。

大型回转窑托轮铸造工艺的改进

论述了大型回转窑铸钢件托轮在生产过程中存在的质量问题。通过采取工艺措施,包括合理设置冒口、补缩通道、外冷铁,采用呋喃铬铁矿砂和宝珠砂等办法,重点解决铸件补缩、表面粘砂严重、裂纹等问题,生产出优质的托轮铸件。

聚苯乙烯气化模铸钢件增碳增氢问题的探讨

利用离子探针分析仪分析了铸钢件的Ｃ、Ｈ浓度分布规律。实验结果表明，采用聚苯乙烯泡沫塑料模时，铸钢件表面不仅存在增碳现象，同时还发现有增氢的问题。铸件表面的增碳和增氢，既恶化了铸件的加工性能，也降低了材料的塑性和韧性。

自硬呋喃树脂砂铸钢件热裂的研究

分析了铸钢件形成过程中，自硬呋喃树脂砂具有绝热性和较差的高温退让性以及硬化剂带入的硫，使铸件增硫并收缩受阻，特别是在热节部位的缩松、缩孔附近形成热裂纹源，应力集中。铸件冷却收缩时，小的裂纹源进一步扩展形成裂纹缺陷。针对热裂成因，提出了抑制铸钢件增硫、改善铸型退让性和控制凝固过程温度场分布，消除缩松、缩孔等防止热裂缺陷的措施。