热挤压温度对6061铝合金栅格形零件组织性能的影响

以6061铝合金型材为研究对象,对其进行了不同热挤压温度的数值模拟,以确定其合适的热挤压温度,并在合适的热挤压温度下对其进行了热挤压成形;采用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机以及硬度仪等研究了热挤压温度对6061铝合金栅格形零件组织性能的影响,并确定其最佳的热挤压温度。结果表明:随着热挤压温度的升高,栅格形6061铝合金型材先发生再结晶,后发生晶粒长大,且合金中第二相Mg_(2)Si增多,合金的硬度总体呈上升趋势,抗拉强度先增加后略微减小。6061铝合金栅格形零件较佳的热挤压温度为460℃、挤压速度为6 mm/s,此时其抗拉强度为190.4 MPa,硬度为47.8 HV0.3、伸长率为11.7%。

6082-T1铝合金的热变形行为及组织演变

为了深入探究6082-T1铝合金热变形的微观机制,如动态再结晶过程的微观机制、晶粒细化行为以及其对最终材料性能的影响,采用Gleeble-1500热模拟试验机对6082-T1铝合金进行热压缩试验,研究了合金在变形温度420~510℃,应变速率0.1~10 s^(-1)条件下的热变形行为,基于Arrhenius双曲正弦本构关系建立本构方程,基于动态材料模型建立了热加工图,并研究了微观组织演变规律。结果表明,6082-T1铝合金在合适变形温度区间中,随着温度升高,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,为再结晶提供形核场所,从而增加再结晶晶粒的含量,再结晶的形核和长大消除了合金的晶格畸变,晶粒取向更有利于滑移,从而导致变形抗力减小。

半自磨机筒体衬板铸造工艺改进研究

半自磨机筒体衬板的抗冲击及耐摩擦磨损性能,一直受到各大选矿厂和磨机生产企业关注。而衬板的服役寿命,与其铸造质量密切相关。只有从其生产的源头即铸造环节严格把控质量,才能为其服役寿命提供保障。为了消除某V法铸造厂生产的大型半自磨机筒体衬板提升条内部的缩松、缩孔等缺陷,采用ProCAST软件对该厂衬板的原铸造工艺进行了数值模拟,据此分析其铸件内部产生缩孔、缩松缺陷的成因;之后使用独立开发的《铸造工艺智能设计(铸钢)》软件对衬板的铸造工艺进行了全新设计,经模拟、生产验证,新的铸造工艺有效消除了衬板铸件内部的缩松、缩孔缺陷,提高了铸件质量并将工艺出品率由65%提升至85%以上,经济效益显著。

WC/铁基表面复合材料的热疲劳裂纹形成过程

为了对高热疲劳性能的表面复合材料的设计提供理论依据,采用热震试验方法对通过真空实型铸渗(V-EPC)方法制备的WC/铁基表面复合材料的热疲劳性能进行了研究,重点讨论了热疲劳裂纹的形成机制。研究结果表明,随着WC颗粒体积分数的增加,表面复合材料的热疲劳性能有所改善,当WC体积分数达到52%时,复合层表面在经过10次热循环后能保持完好。热疲劳裂纹扩展机制研究表明,陶瓷WC颗粒增强铁基表面复合材料的热疲劳裂纹的产生和扩展是由WC和基体本身的热应力和二者界面交变循环应力共同交互作用的结果,可以通过选用高热导率的陶瓷颗粒作为增强体、改善陶瓷颗粒本身的微观质量和采用与陶瓷颗粒热膨胀系数相接近的基体等方法提高复合材料的热疲劳性能。

V-EPC铸渗法制备铁基表面复合材料的组织及性能

以HT300为基体,以WC颗粒作为增强颗粒,通过V-EPC铸渗工艺制备出较为理想的铁基表面复合材料,复合层厚度为3mm左右,WC颗粒分布均匀,无聚集成团现象,每个WC颗粒周围充满了基体,呈冶金结合,其硬度从复合层到基体先升高后降低,复合层平均硬度比HT300提高了4倍以上。结合组织和物相测试得出复合层组织由WC、W2C硬质相,屈氏体基体,M7C3、M23C6、M6C、M12C等碳化物组成。磨损试验结果表明,复合材料的三体磨料磨损性能与高铬铸铁相比有明显地提高,最高可以提高到5.2倍。

WC在WC/灰铸铁复合材料基体中的溶解

为了对WC/Fe复合材料的界面设计和控制提供理论指导,论文分析了WC在WC/灰铸铁复合材料基体中的溶解热力学,通过差热分析、光学显微镜、扫描电镜和X衍射等测试方法研究了WC与灰铸铁基体之间的界面,对WC颗粒在基体中的溶解过程进行了探讨。研究结果表明:WC颗粒与HT300基体润湿良好,当系统最高温度为1450℃时,WC颗粒的表面有明显被溶解的痕迹,WC颗粒在HT300基体溶液中发生明显溶解的开始温度约为1281℃;当系统温度升高到某一温度时,WC发生分解反应(2WC W2C+C),元素扩散将促进WC颗粒的溶解。

V-EPC制备铁基表面复合材料的表面质量和组织

以HT3 0 0为基体 ,用WC颗粒作为增强颗粒 ,通过V EPC铸渗工艺制备出较为理想的铁基表面耐磨材料 ,铸件复合层厚度均匀 ,厚度为 6mm左右 ,WC在复合层中分布较为均匀 ;在复合过程中 ,主要是铁液向复合层渗透 ,铬向母材的渗透也有 ,但量很少 ,合金层和母材的结合良好 ,属于冶金结合 ,其硬度从复合层到基体先升高后降低 ,复合层平均硬度比HT3 0 0提高 3倍左右。

Cr的添加对WC_p/铁基表层复合材料三体磨料磨损性能的影响

采用真空实型铸渗(V-EPC)工艺制备碳化钨颗粒增强铁基表层复合材料,观察并研究其基体组织和抗三体磨料磨损性能。结果表明,基体组织的变化对复合材料的磨损性能产生显著的影响,随着Cr含量的增大,复合材料基体组织中的碳化物含量增加,形貌由长条状向块状转变。而复合材料的三体磨料磨损性能随着Cr含量的增大呈增加趋势,与未添加Cr的表层复合材料相比,当基体中Cr含量为27.4%时,表层复合材料的三体磨料磨损性能提高了40.6%。Cr的添加可提高WC p/铁基表层复合材料三体磨料磨损性能的机制为双"阴影效应"和"支撑效应"的协同作用。

预置法对V-EPC铸渗制备复合材料组织和质量的影响

通过涂覆预制块法和压制预制块法两种预置体的预置方法,利用V-EPC铸渗工艺制备了WC增强铁基表面复合材料,着重研究了两种预置法对复合材料的表面质量和组织的影响。结果表明,压制法制备的复合材料表面质量较涂覆法好,复合层厚度均为3 mm左右,表面较平整,复合位置对铸渗件表面质量影响不大,且随着WC颗粒体积分数的增加,复合材料铸件的铸渗层表面质量呈下降趋势。对显微组织的研究表明,两种方法制备的复合材料过渡层都较平缓,在压制法制备的复合材料靠近复合层处的过渡层组织中没有石墨出现。压制法制备的复合材料复合层中WC的分布较涂覆法均匀,WC颗粒体积分数较高,WC的大小不一,一些WC颗粒产生裂纹、破碎和搭接现象,随着WC颗粒体积分数的增加,WC颗粒将变均匀。

铸渗法制备铁基表面复合材料的铸渗过程研究

通过铸渗温度场测试及差热分析等测试手段,对铸渗法制备铁基表面复合材料的铸渗过程进行了探讨,提出了物质流和能量流协调作用的模型。研究结果表明:当基材为HT300,预置体为单一的WC颗粒时,预置体中的温度高于1281℃是获得理想铸渗层的必要条件,而当基材为HT300,预置体为WC和高碳铬铁混合颗粒时,要形成良好的铸渗层,HT300母液的渗透作用即物质流的传递是不可缺少的。根据建立的铸渗物质流和能量流协调作用模型得出,要达到理想的铸渗效果,物质流和能量流的作用缺一不可。但是如果将预置体中的高碳铬铁换成熔点较低、与WC颗粒润湿良好的物质,单独依靠间接能量流的作用可能也会形成理想的铸渗层。

TiC颗粒增强钢基表面复合材料的组织均匀性

为了优化自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料的工艺参数,利用真空实型铸渗方法制备了自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料,重点研究了自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料的组织均匀性。结果表明,从基材和复合层间的界面到复合层表面,TiC颗粒尺寸逐渐增大,圆整度逐渐变差,其中Ti-C-20wt%Fe体系复合层中TiC颗粒的尺寸增长量(由1μm增长到2～3μm)明显小于Ti-C体系(由1～2μm增长到约10μm)。与Ti-C体系相比,Ti-C-20wt%Fe体系制备得到的复合层中元素分布、硬度和TiC颗粒的体积分数较均匀,在复合层相同位置上TiC颗粒较小,圆整度较好。

WC颗粒增强铁基表面复合材料的三体磨料磨损性能研究

设计、制备了一台三体磨料磨损实验机,对该实验机进行了重现性实验。以高铬铸铁为标样,利用该磨损实验机分别考察了WC颗粒体积分数、载荷与表面复合材料相对耐磨性能之间的关系。实验结果表明:本实验机的测试性能是可靠的;复合材料的三体磨料磨损性能与高铬铸铁标样相比有较明显的提高,在同一载荷下,复合材料的相对耐磨性能随着WC颗粒体积分数的增大呈先升高后降低的变化规律,WC颗粒体积分数为27%的复合材料相对耐磨性最高,达到高铬铸铁的5·12倍;而对于同一种复合材料,随着载荷的增大,其相对耐磨性呈增加趋势,其中WC颗粒体积分数为27%的复合材料增加最为明显;复合材料的三体磨料磨损机理为WC对周围组织的屏蔽作用,失效方式为WC颗粒因疲劳而片状剥落。

铸渗法制备金属基表面耐磨复合材料的发展现状

介绍了铸渗法制备钢铁基表面耐磨复合材料的制备工艺分类、铸渗机理和铸渗组织研究的新进展 ,总结了新近开发的一些改善铸渗效果的工艺措施 。

渣浆泵用钢基表面耐磨复合材料的研究

以ZG45为基体 ,以多种合金粉末作为合金化原料 ,通过铸渗工艺制备出较为理想的渣浆泵用铁基表面耐磨材料 .铸件合金层厚度均匀 ,基体组织为树枝状的奥氏体 ,增强相为二次碳化物 (Cr,Fe) 7C3和渗碳体型碳化物Fe3W3C .在合金化过程中 ,主要是铁液向合金层渗透 ,铬向母材的渗透也有 ,但量很少 .合金层与母材的结合良好 ,属于冶金结合 .其冲击磨损性能和硬度都有很大提高 ,耐磨性比ZG45提高了 6.5倍 ,硬度从合金层到基体逐渐降低 ,合金层硬度比ZG45提高了

铸渗法制备钢铁基表面耐磨复合材料

介绍了铸渗法制备钢铁基表面耐磨复合材料的制备工艺分类、铸渗机理和铸渗组织的新进展,总结了新近开发的一些改善铸渗效果的工艺措施,并提出了今后研究工作中值得重视的几个问题。

V-EPC制备铸铁基表面复合材料的表面质量和组织

以H T300为基材,以W颗粒作为增强颗粒,通过V-EPC铸渗工艺制备出较为理想的铁基表面耐磨材料,铸件复合层C厚度均匀,厚度可达6m。在复合层中分布较为均匀。在复合过程中,主要是铁液向复合层渗透,铬向母材的渗透也有,m W C但量很少。合金层和母材的结合良好,属于冶金结合,其硬度从复合层到基体先升高后降低,复合层平均硬度比H T300提高了3倍左右。

碳化钨颗粒在WC/Fe基复合材料基体中的断裂和熔解

利用V-EPC铸渗法制备了碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料,结合差热分析测试,研究了碳化钨颗粒在基体中的断裂和熔解。结果得出,在铸渗过程中,温度的急剧变化所产生的热应力导致碳化钨颗粒在基体中发生断裂,而原始碳化钨颗粒的表面尖角促使其与基体间界面的平衡熔点降低,从而导致碳化钨颗粒发生熔解。结果还得出,可以通过改善碳化钨颗粒的导热性能和减少其显微缺陷来阻止碳化钨颗粒在基体中的断裂,同时可以通过控制原始碳化钨颗粒的表面质量和浇注温度来控制碳化钨颗粒在基体中的熔解。

WC溶解对WC_p/钢基表层复合材料组织和性能的影响

利用V-EPC法制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料。通过金相、扫描电镜、XRD、显微硬度及冲击磨料磨损性能测试等手段重点研究了在预制层中添加镍基自熔合金粉末(Ni6025WC)后,WC在基体中的溶解对复合材料组织和性能的影响。结果表明,WC在复合层中全部溶解使复合层基体中出现珠光体,残留奥氏体,马氏体以及M6C型碳化物,经分析知该M6C型碳化物为Fe3W3C。本试验得到的试样显微硬度与同类WC/钢基表层复合材料相比显著降低,冲击磨料磨损下的体积磨损率也较高。这些均表明WC在基体中过度溶解和Fe3W3C在基体中的含量较多时,复合材料的性能较差。

添加钨铁粉对WC/钢基表面复合材料界面及硬度的影响

采用真空铸渗工艺制备了WC/Cr15钢基表面复合材料,研究了在预置层中添加16.7 vol%钨铁粉对复合层的界面组织和基体硬度的影响。运用OM、SEM、XRD和显微硬度计对复合层的界面组织和基体硬度进行了分析。结果表明,添加16.7vol%钨铁粉改善了复合层的界面组织及力学性能的连续性,有利于降低应力集中,改善应力分布状态;反应层中形成过渡均匀分布的Fe3W3C相,使WC颗粒与基体之间形成组织过渡;复合层基体中形成弥散分布的Fe3W3C相,提高了复合层的基体硬度,增强了复合层基体的耐磨性及其对WC颗粒的支撑与固定作用。

WC颗粒增强钢基表面复合材料的高温摩擦磨损性能

为了对高温磨损工况下表面复合材料的设计提供理论依据,采用高温摩擦磨损试验机对通过真空实型铸渗法制备的WC/钢基表面复合材料的高温磨损性能进行了研究。通过对不同温度下摩擦磨损数据进行分析,结果表明,在温度较低(0～200℃)时,摩擦副具有较大的摩擦系数,随着温度的升高,摩擦系数先降低后增大,而表面复合材料的磨损率随着温度的升高呈先略有降低后升高再降低的趋势。WC颗粒增强钢基表面复合材料在200℃时磨损表现为粘着磨损和疲劳磨损;而在300℃、500℃和600℃时表现为氧化磨损和疲劳磨损,其磨损过程为氧化与剥落交替进行的动态磨损过程。