压铸冷却速度对汽车用铝合金组织和力学性能的影响

主要研究了铸造冷却速度对A380和A383铝合金高压压铸过程中凝固行为的影响。设计了三种不同冷却速度的圆柱模具和三步充型压铸模具,并进行了高压压铸试验。对比了圆柱铸件与三步充型高压铸件的微观组织,分析了冷却速度对压铸铝合金枝晶臂间距等凝固特性及合金的力学性能的影响。结果表明,在高压压铸过程中,枝晶臂间距与冷却速度呈较强的正相关,合金的力学性能与冷却速度与合金的枝晶臂间距同样有着正相关,但随着冷却速度的逐渐增加,合金的力学性能增长幅度逐渐降低。

冷却速度对Ti微合金化Q355B屈服平台的影响研究

为了研究冷却速度对Ti微合金化Q355B屈服平台的影响,选取某钢厂Q355B-Ti热轧钢卷,在终轧温度和卷取温度不变的情况下,分别测定在12℃/s、13℃/s、14℃/s、16℃/s、18℃/s、21℃/s、26℃/s、30℃/s冷却速度下拉伸性能曲线和金相组织。结果表明,冷却速度在12~16℃/s区间时无明显屈服平台,18~30℃/s区间时产生屈服平台,金相组织为贝氏体+铁素体,随着冷速增大,贝氏体组织形貌由不规则羽毛状向规则多边形转变,晶粒尺寸减小,晶粒度由10级增大到11级。分析认为,Q355B-Ti热轧钢卷产生屈服平台需要冷却速度达到18℃/s的临界值,在工艺设计范围内,通过控制冷却速度可以达到抑制或促进屈服平台的产生。

GCr15轴承钢连铸坯冷却速度与入炉温度对其组织和性能的影响

内容导读轴承被称为“工业的心脏”,轴承钢由于工作环境恶劣需具有较高的力学性能,尤其是疲劳寿命,影响轴承钢疲劳寿命的主要因素起源于连铸。高碳铬轴承钢是使用最广,应用最久的轴承钢,其中GCr15轴承钢是一种典型的高碳低合金结构钢。本文以GCr15轴承钢连铸坯为研究对象,研究不同冷却速度和入炉温度对连铸方坯的微观组织的影响,同时结合有限元方法对不同冷却速度下连铸方坯的热应力进行了分析。结果表明:GCr15轴承钢连铸坯冷却速度控制在3~4℃/min时,可抑制网状碳化物产生,降低热应力,减少裂纹缺陷,提高轴承钢的组织性能;热装与冷装对材料的金相组织没有显著影响,实际生产中建议采用热装的入炉方式。

正火冷却速度对20CrNiMo钢组织和性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜和硬度计等检测手段研究不同正火冷却速度对20CrNiMo钢组织和性能的影响。结果表明:经炉冷的20CrNiMo钢组织中主要为珠光体和铁素体;经风冷的20CrNiMo钢组织中主要为珠光体和铁素体,此外还发现少量的马氏体;经空冷+风冷的20CrNiMo钢组织中除了珠光体和铁素体外,还发现一定量的马氏体。随着正火冷却速度的增加,容易诱发马氏体相变。此外还发现,随着正火冷却速度的增加,20CrNiMo钢的洛氏硬度基本保持平稳,显微硬度部分区域有所上升,这与组织变化趋势相一致。

冷却速度对EH40钢组织演变及硬度的影响

利用OM、TEM和硬度检验等手段,研究了冷却速度对EH40钢显微组织、析出相及硬度的影响。结果表明,当冷却速度≤1.0℃/s时,钢的组显微织为多边形铁素体+珠光体;当冷却速度为1.0~3.0℃/s时,钢的显微组织中出现粒状贝氏体;当冷却速度为3.0~10.0℃/s时,钢的显微组织为准多边形铁素体+贝氏体;冷却速度为10.0~50.0℃/s时,钢的显微组织为贝氏体组织。钢的析出相包括10 nm以下的小析出相和80~150 nm的大析出相,小析出相的数量随冷却速度增加逐渐减少,大析出相数量随冷却速度的增加没有明显变化。钢的硬度随冷却速度的增加呈现先快速增加后缓慢增加,最后趋于稳定的变化趋势。

冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al 2 0 %Si和Al 30 %Si(质量分数 ,下同 )合金的组织和耐磨性。实验结果表明 ,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加 ,Al 2 0 %Si和Al 30 %Si合金的凝固组织组成、初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化 :冷却速度小于 0 .1K/s的炉冷试样和冷却速度小于 1K/s耐火砖型铸造试样的凝固组织由 (α +Si)共晶和初生Si相组成 ,初生Si相呈粗大的片状 ,共晶Si呈针状 ;冷却速度约 10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由 (α +Si)共晶、枝晶状α相和初生Si相组成 ,初生Si相为块状或长条状 ,共晶Si呈细小的针状 ,并且凝固组织中出现的枝晶状α相 ;凝固速度为 (10 3 ～10 5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由 (α +Si)共晶、枝晶状α相和初生Si相组成 ,初生Si相为块状。而喷射沉积快速凝固Al 2 0 %Si和Al 30 %Si合金的沉积态组织都是由Si相和α相组成 ,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加 ,Al 2 0 %Si和Al 30 %Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减小 ,磨损机制发生变化 。

冷却速度和铅含量对新型Al-Pb铸造轴承合金显微组织的影响

采用一种新的铸造技术将较多的铅混合到铝合金中，然后用普通的浇铸方法制备铸造铝铅合金。利用光学显微镜、扫描电镜、定量金相等技术研究了冷却速度、铅含量、重力作用等对铝铅合金显微组织的影响。结果表明：用该技术制备的铝铅合金中的铅颗粒呈团絮状均匀分布于基体内，铅颗粒的尺寸随铅含量的增加而增加，随冷却速度的增加而减小。

冷却速度和合金成分对ZA合金结晶潜热的影响

采用差热分析方法 (DTA)研究ZA合金结晶潜热的变化情况 ,发现ZA合金的结晶潜热随合金中铝含量的增加而增大 ,随冷却速度的增加而减小。

消除16Mn钢板带状组织的临界冷却速度的测定与计算

采用分段冷却试验方法及带状程度的定量化测定方法考察了不同总压下率条件下轧后冷却速度对16Mn钢板铁素体—珠光体带状组织的影响 ,用外推法测定了消除带状组织的临界冷却速度 。

弛豫—析出—控制相变技术中冷却速度对组织的影响

利用热模拟实验,对在非再结晶温度变形后弛豫一段时间,再以不同冷速冷却的低碳贝氏体钢的相变组织进行了研究,并与同等条件不弛豫的试样组织进行了对比.给出了弛豫和冷速对中温转变组织类型及组织细化程度的影响.实验结果表明,弛豫及冷却速度对变形奥氏体的相变组织是有影响的.低冷速下主要得到边界及取向不清晰的粒状贝氏体,这时弛豫时间对细化程度影响不明显,在10℃/S以上冷速下得到的是以板条贝氏体为主的组织,与未弛豫试样比较,其组织更细,板条形状更清晰,弛豫试样组织中残余奥氏体或M/A岛的形状更细长,弛豫有利于在同等冷却条件下得到板条组织,并且在高冷速下,弛豫试样中M/A量较未弛豫试样中的要少.

形变量和冷却速度对低碳微合金管线钢晶粒细化的影响

以管线钢X5 2为研究对象 ,在Gleeble 15 0 0热模拟机上 ,主要进行了在奥氏体未再结晶区不同形变量和冷却速度对X5 2的相变行为及显微组织影响的研究·通过光学显微镜、扫描电镜分析技术可以发现 ,随形变量和冷却速度的增加 ,晶粒明显变细·实验结果表明 ,在奥氏体未再结晶区轧制可以大大地增加铁素体的形核位置 ,使晶粒细化 ;同时冷却速度的增大 ,使铁素体的形核驱动力加大 ,形核率增加 ,也使晶粒明显细化·另外 ,与低碳钢不同的是 ,在铁素体晶粒边界和铁素体晶粒内部可以观察到有第二相的析出 ,在奥氏体未再结晶区轧制时 ,第二相的析出可以抑制再结晶 ,并且 ,析出物的存在不仅阻碍位错的运动 ,而且会造成位错的增殖·因而微合金钢细化晶粒的机理主要有 :形变诱导铁素体。

冷却速度对TB3合金组织和性能的影响

针对TB3钛合金生产中存在的问题,研究了热处理冷却速度对合金组织和性能的影响。结果表明,冷却速度对TB3合金性能影响不大,但水冷试样的性能稍优;经固溶处理,晶粒等轴化并进一步长大,水冷试样组织的尺寸大小及均匀性稍好于空冷试样的。

冷却速度对含Ti非调质钢中晶内铁素体形成的影响

观察了不同冷速下获得的含Ti非调质钢的显微组织,并绘制了静态连续冷却转变曲线（CCT曲线）。结果表明,在0·5-2·5℃/s的冷速范围内,会有晶内铁素体析出,其中在2℃/s冷却时可以获得大量针状铁素体。空冷条件下获得细小无序分布的晶内铁素体,明显提高试验用含Ti非调质钢的韧性。

冷却速度对高强度低合金钢组织和性能的影响

采用热模拟试验机、拉伸试验机以及光学显微镜等设备,根据CCT曲线和拉伸实验的结果,研究了冷却速度对700MPa级超级钢组织和性能的影响。在实验室热轧实验的基础上,比较了500MPa和700MPa两个强度级别HSLA钢的组织和性能随冷却速度的变化情况。结果表明,冷却速度对两种钢的影响不同:冷却速度增大时,500MPa级钢的晶粒明显变细,而700MPa级钢的晶粒尺寸变化不大。

Nd与冷却速度对AZ91HP镁合金共晶组织形貌的影响

研究稀土Nd和冷却速度对AZ91镁合金共晶组织及β相形貌的影响,分析了Nd和冷却速度与合金组织之间的相关规律。结果表明:加Nd变质对β相分布、形貌的影响效果随着冷却速度的减小而增大。Nd的作用机理主要通过改变树枝晶α-Mg枝晶的间距,进而影响β相的数量和分布形貌,而对α-Mg的晶粒尺寸影响不大。β相的显微硬度为344HV,为基体α-Mg的4.5倍。由于β相的存在,造成两相材料的变形不协调,在界面附近产生应力集中,从而在界面处易诱发裂纹源。在铸型冷却能力较小时,加入Nd进行变质处理可以减少共晶β相的数量,增大其分散度。此外,Nd的加入还可在基体中形成杆状Al11Nd3金属间化合物。

估算单辊甩带法制备镁基非晶薄带的冷却速度

临界冷却速度是表征非晶态合金非晶形成能力的一个重要参数,但是正确地测量和估算非晶态合金形成时的冷却速度却十分困难.结合热传导理论和凝固理论,单辊甩带过程的热传输可以用一维傅立叶热传导方程描述.通过对热传导方程的数学解析求解,具体计算了单辊甩带法制备镁基非晶薄带的冷却速度,得到了铜辊制备50μm厚镁薄带的自由侧在凝固结束时的冷却速度为5.84×106K/s,这与早期人们预测的单辊甩带法的冷却速度相当.

冷却速度对T91相变速度和产物的影响

本文研究了T91钢冷却过程中,不同冷却速度(10k/min(200k/min)对相变速度和产物的影响。研究表明不同的冷却速度生成的组织差别较大,在较低速冷却下(10k/min和30k/min)的组织为较多的先共析铁素体和板条马氏体,中速冷却(30k/min和50k/min)基本都为板条马氏体,在较高速冷却过程中(100k/min和200k/min)组织中除了板条马氏体还出现了片状马氏体,另外冷却速度还影响了相变开始点和相变速度。

T91铁素体耐热钢过冷奥氏体转变过程中临界冷却速度的研究

利用DIL805A/D高精度差分膨胀仪,通过线膨胀行为测量与微观组织分析,获得T91铁素体耐热钢连续冷却转变过程中相关动力学信息,结合冷却后T91钢组织特征,确定了T91钢过冷奥氏体转变过程中的临界冷却速度。研究表明：T91钢过冷奥氏体连续冷却过程中只存在铁素体和马氏体转变区,而不出现贝氏体和珠光体转变。在冷却速度为10K/min时该钢获得完全板条马氏体组织,9K/min时组织中开始出现铁素体,即10K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的上临界冷却速度;当冷却速度介于3-9K/min时为马氏体和铁素体的混合组织,冷却速度为2K/min时T91钢中不存在马氏体转变,室温组织为铁素体,即2K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的下临界冷却速度。

冷却速度对Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金主要相组成的影响

为了解冷却速度对Al-Fe-V-Si合金耐热相的形成规律,采用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电镜检测了几种冷却速度条件下的Al-8.5Fe、Al-8.5Fe-1.7Si、Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si(质量分数,%)合金的微观组织结构。结果表明:V、Si元素能影响平衡相Al13Fe4的形貌,冷却速度对Al13Fe4的存在起着决定性作用,要消除Al13Fe4相就必须采用大的冷却速度(>103K/s)。在Al-8.5Fe-1.7Si-1.3V合金中全部得到-αAl和Al12(Fe,V)3Si相,冷却速度应大于104K/s。

淬火钢件冷却速度、显微组织和硬度分布的计算预报

利用ANSYS有限元软件计算了多种钢端淬试样和圆柱体零件指定部位的冷却速度。分析了合金元素对冷却速度的影响,表明对于一些热物理性能参数值未知的材料,可以用成分相近的钢的对应参数代替来计算其指定部位的冷却速度。进而结合梅尼尔模型预测了零件指定部位的组织和硬度,所得结果与文献中的数据一致,表明此类方法可用于对钢种化学成分和热处理工艺的并行设计优化。