基于热处理工艺的拖拉机发动机铝合金组织性能研究

采用不同时长的热处理工艺,对拖拉机发动机铝合金组织性能进行了对比分析。结果表明:热处理后,铝合金性能得到了较大程度的提高,若优先考虑材料性能,则应该采用180℃×4 h的单级热处理时效;若优先考虑工艺效率和成本,则可以采用150℃×1 h+170℃×1 h的双级热处理时效。

高能束流焊接接头组织性能研究现状

高能束流焊接凭借能量集中、焊接变形小、效率高等特点在航空航天、轨道交通等先进制造领域具有重要地位。目前,高能束流焊接技术能够实现高温合金、钛合金、高熵合金、铝合金等同质/异质材料的高质量连接。根据携带能量的粒子不同,高能束流可分为激光束、电子束和等离子束。以激光焊和电子束焊为典型代表,基于现有研究简述了2种焊接技术的发展历程和工作原理,重点讨论了同质或异质材料连接,包括接头组织与性能特征以及焊后热处理的影响等相关研究工作。

水轮机过流部件Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷覆层制备及组织性能研究

本文通过1200℃热等静压工艺在水轮机过流部件06Cr13Ni4Mo钢表面制备Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷覆层,采用OM、SEM和EDS对金属陶瓷覆层的组织及其与基体的冶金结合进行表征,采用硬度仪检测覆层的显微维氏硬度。结果表明:Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷覆层组织均匀,与钢基体完全融合,微观组织由硬质相和基体相组成,硬质相主要呈等轴块状和少量长条状,均匀分布于基体中;覆层组织的显微维氏硬度为1180 HV1。热等静压后不锈钢基体的强度、硬度降低,塑韧性提高。

热处理对电弧增材制造马氏体沉淀硬化不锈钢组织性能的影响

马氏体沉淀硬化不锈钢在增材制造过程中,由于反复的热循环和热积累,材料的组织和性能可能会出现不均匀或缺陷。以自研药芯焊丝为原材料,采用电弧增材制造技术制造马氏体沉淀硬化不锈钢结构件,由于电弧增材过程中受到复杂的热循环,因此增材件组织不均匀,导致机械性能下降。采用固溶、时效以及固溶+时效三种热处理工艺对结构件进行处理,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机等设备对试样的显微组织、成分、硬度和拉伸性能进行分析。结果表明,热处理态试样组织转变为马氏体且伴有强化相析出,其中固溶+时效处理效果最佳,极限抗拉强度与硬度分别达到1 048.53 MPa与423.5 HV,相比于沉积态分别提升了211.53 MPa与106.8 HV。但热处理态试样的断后伸长率相比于沉积态试样的有所降低。

均匀化处理对含Zr 5083铝合金铸轧板组织性能的影响

文章采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)室温拉伸测试和硬度测试等分析测试手段,研究了Zr元素和均匀化热处理对5083铝合金铸轧板微观组织及性能的影响。结果表明,均匀化处理过程中,Zr元素会与Al元素结合形成棒状的Al 3 Zr相,这些析出的Al 3 Zr相穿插在晶界上可以有效抑制组织再结晶。经470℃/14 h均匀化处理后,铸轧板塑性最佳,此时铸轧板边部和心部的硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为72.82HV0.1和63.15HV0.1、100.13 MPa、82.27 MPa及16.92%。

热轧U型冷却对带钢组织性能影响研究

410LA是用途广泛的汽车结构件,马钢在生产410LA初期出现头中尾性能差异大的现象,钢卷沿长度方向力学性能分布不均,头部、尾部的强度偏差较大,中间强度相对稳定。通分研究分析发现头部、中间、尾部位错强化、细晶强化以及析出强化效果不同,导致了钢卷不同部位的强化差别较大。本文通过热轧U型卷取工艺的开发投用,对带钢卷取温度进行差异化控制。试验结果表明热轧带钢头尾50米卷取温度进行50~100℃的补偿,降低了头中尾性能差异,能够显著提高钢卷性能的均匀性,屈服强度波动值由120 MPa降至40 MPa,抗拉强度波动值由70 MPa降至20 MPa。采用热轧U型冷却工艺还解决410LA因头、尾强度波动太大导致的酸轧厚度波动大、头尾板形不良等问题,提高冷轧工序生产和使用过程的稳定性。

2219中厚铝合金VPTIG深熔焊接熔池行为与组织性能

针对2219-T87铝合金双频复合脉冲变极性TIG(DP-VPTIG)深熔焊接过程,采用高速图像采集和多物理场数值仿真技术对熔池传热传质行为进行研究,解耦了双频脉冲电流和方波变极性电流的作用机制,并探究了DP-VPTIG电弧对接头组织性能的影响。结果表明:双频脉冲能有效激发熔池内小孔,方波变极性电流能保证焊接过程稳定,DP-VPTIG可实现中厚板铝合金的高效高质量深熔焊接。相比常规VPTIG接头,DP-VPTIG接头焊缝组织更加细小,接头抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高了8%、17%和22%。

焊接速度对异种热成型钢焊缝组织性能的影响研究

采用激光拼焊的方法对退火状态的T1500HS和500HS异种热成型钢进行不同焊接速度的拼焊,并对拼焊板进行了热成型试验。通过拉伸试验机、电子显微镜和维氏硬度计对热成型前后钢的拉伸性能、显微组织和硬度进行了测试分析。结果显示:在四种不同的焊接速度下,焊接速度为3.5 m/min时,获得的力学性能最好;热处理前,不同焊接速度下焊缝均全部为马氏体组织,热处理后,焊缝组织均为板条状马氏体,焊接速度对焊缝中心组织影响差异较小;热处理前,四种焊接速度下拼焊接头处硬度均呈“几”字形分布,硬度峰值分布于焊缝熔合区,焊接速度为3.5 m/min时,其最大硬度(HV)值为569。热处理后,焊缝接头硬度均从500HS一侧向T1500HS一侧单调递增,硬度峰值位于T1500HS母材区。

合金元素及热轧工艺对高强钢组织性能的影响

采用热力学计算,分析了试验钢各主要合金含量对组织含量和力学性能的影响规律。结果表明,在一定范围内,Mn、Mo、Cr、Ni等元素可以提高试验钢的力学性能,质量分数0.3%的Cr元素,可以使其硬度可达到43.6HRC,屈服强度和抗拉强度均可显著提高。

挤压比对流变挤压成形Al-0.1Fe合金组织性能的影响

目的研究挤压比对流变挤压态Al-0.1Fe合金微观组织演化和力学性能的影响规律,为通过流变挤压成形制备高性能Al材过程中挤压比的选用提供依据与参考。方法采用重力铸造和流变挤压方法制备了Al-0.1Fe合金,对比了铸态和流变挤压态Al-0.1Fe合金的微观组织和力学性能,通过Arrhenius方程建立了晶界迁移速率与温度之间的关系,研究了流变挤压过程中不同挤压比对Al-0.1Fe合金组织性能的影响。结果流变挤压变形可消除铸造过程中形成的粗大枝晶,破碎微米尺寸Al_(3)Fe相,使之转变为细小的等轴晶和纳米尺寸Al_(3)Fe相;当挤压比从4增大至6.25时,流变挤压态Al-0.1Fe合金的晶粒逐渐细化,位错密度提高,纳米尺寸Al_(3)Fe相逐渐球化,合金强度和硬度提高,导电率降低;当挤压比为9时,大量摩擦热和变形热增大了晶界迁移速率,导致流变挤压态Al-0.1Fe合金的晶粒和纳米尺寸Al_(3)Fe相发生粗化,位错密度降低,伸长率和导电率提高。结论在流变挤压成形过程中适当提高挤压比可以细化合金的微观组织,提高合金的力学性能;当挤压比过高时,合金微观组织发生粗化,导致合金的力学性能降低。

累积连续流变挤压对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织性能影响

目的研究多道次累积连续流变挤压变形对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织演化和力学行为的影响,为高性能细晶Al-Mg(-Mn-Fe)合金的制备提供借鉴与参考。方法采用连续流变挤压方法制备Al-Mg(-Mn-Fe)合金,对流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金进行多道次累积连续流变挤压变形,研究多道次变形前后Al-Mg(-Mn-Fe)合金的微观组织和力学性能变化,讨论变形过程中Al_(6)(Mn,Fe)相对动态再结晶的影响,揭示累积连续流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金的强化机制。结果经3道次累积连续流变挤压变形后,Al-Mg合金和Al-Mg-Mn-Fe合金的平均晶粒尺寸分别减小至21.5μm和2.8μm,细化效果显著;在多道次变形过程中,Al-Mg-Mn-Fe合金内的Al_(6)(Mn,Fe)相逐渐破碎细化并趋于均匀分布,再结晶驱动力增加,阻碍再结晶晶粒长大;经3道次变形后,Al-Mg合金杆材的抗拉强度和伸长率同步提高至267.4 MPa和52.2%,而Al-Mg-Mn-Fe合金杆材的抗拉强度提高至364.2 MPa,伸长率降低至31.7%,该合金的强化机制主要包括细晶强化、位错强化和第二相强化。结论累积连续流变挤压变形可有效细化合金内的晶粒及第二相,提高Al-Mg(-Mn-Fe)合金的综合力学性能。

中厚板铝合金激光-MIG复合焊接工艺及组织性能

针对8 mm厚6005A-T6铝合金,分别采用I形坡口和Y形坡口进行激光-MIG复合焊接试验,通过对比研究不同坡口形式接头的焊缝成形、组织特征、硬度分布和拉伸性能,分析坡口形式对接头性能的影响规律。结果表明,两种坡口形式均能获得高质量的焊缝,但I形坡口焊缝的电弧主要作用区熔深更大。焊缝中心均为树枝状晶并且晶粒尺寸类似,与Y形坡口相比,I形坡口焊缝柱状晶区的宽度更大,且热影响区存在晶粒粗大的现象。I形坡口焊缝区和熔合线附近的硬度均低于Y形坡口,而热影响区的硬度高于Y形坡口。I形坡口和Y形坡口接头的平均抗拉强度分别为202.0 MPa和205.2 MPa,试样均断裂在熔合线附近,断裂路径与熔合线一致,断口呈现典型的塑性断裂特征。

700 MPa级热轧高扩孔钢组织性能研究

以一种低碳+铌钛微合金试验钢为对象,通过研究轧制过程中不同冷却速度对高扩孔钢组织和性能的影响,开发出了700 MPa级热轧高扩孔钢,并研究和分析了扩孔试验后产生的裂纹情况。结果表明:当终轧温度870℃,卷取温度500℃,冷却速度30℃/s时,金相组织为铁素体和贝氏体,其中当铁素体体积分数约占60%时,抗拉强度达到719 MPa,扩孔率为81%,综合性能最好,满足用户使用要求。扩孔试验表明,当试验钢以微孔聚集制度形成裂纹及扩展时,缩小两相之间硬度差是降低裂纹扩展的有效手段。

基于组织性能的医院震后物理韧性评估与提升

在地震等自然灾害面前,医院的物理韧性显得尤为关键,因其直接关系医疗服务的可持续性和应急响应的效能。然而,目前关于医院震后物理韧性的研究相对不足,迫切需要深入探讨医院组织性能在震后应急中的表现和提升策略。文章针对这一问题,采用模型框架搭建方式,构建了基于组织性能的医院震后物理韧性评估模型。该模型综合考虑医院内部设施、人员协同、信息系统等多个因素,全面评估医院在震后应急中的应对能力。研究结果表明,在强调医院内部设施抗震能力的同时,关注人员培训和信息系统的升级同样至关重要。通过模型的实证分析,发现震后物理韧性评估在提升医院组织性能方面具有显著效果,为医院在震后物理韧性的提升提供了有力支持。

激光熔覆Ni基涂层组织性能研究

以17-4PH沉淀硬化马氏体不锈钢叶片的激光再制造修复技术为背景,选取镍铬合金与WC-Co复合粉末作为熔覆材料,采用激光熔覆技术在17-4PH不锈钢表面制备复合涂层,通过调整激光功率和送粉速度两个工艺参数进行实验。通过观察试样熔覆层的微观组织,并对熔覆层的力学性能进行测试,结果表明:当激光功率为1700 W时,涂层的组织均匀致密。涂层的硬度和摩擦磨损性能均高于基体。最优的工艺参数激光功率为1700 W,送粉速度为30 mg/s,此工艺参数下制备的复合涂层可以有效提高17-4PH不锈钢的硬度和耐摩擦磨损性。

Al-8.9Zn-2.0Mg-1.8Cu合金固溶及时效处理过程中组织性能演变研究

固溶处理可使7xxx系合金获得过饱和固溶体,并在时效阶段析出强化相,最终获得高的综合性能。本试验研究了Al-8.9Zn-2.0Mg-1.8Cu合金在固溶及时效处理过程中的组织及力学性能演变,并在此基础上确定了优选的固溶和时效处理制度。研究结果表明:470℃~480℃固溶处理1h后,合金中的Mg(Zn,Cu,Al)_2相完全回溶,仅有富Fe相残留;延长470℃固溶处理时间,富Fe相无明显变化,合金拉伸性能基本相当。合金适宜的固溶处理制度为475℃/1h。单级时效过程中,随着时效时间的延长,合金硬度初期迅速升高,后期表现平稳,整体上呈现出升高的趋势;单级时效温度越高,其初期增长越快,数值也更大。合金强度的演变规律与硬度类似。随着时效时间的延长,电导率呈现升高的趋势;时效温度越高,电导率越大。120℃时效时,随时效时间延长,合金的晶内析出相的尺寸增大,析出相尺寸分布范围变宽,主要析出相由时效初期的GPⅠ区、GPⅡ区和η'相转变为GPⅡ区、η'相和η相。适宜的峰时效制度确定为120℃/48h。

轧制加工率对C19400合金组织性能的影响研究

高精密引线框架材料对铜合金的性能要求较严格,要求同时具备高硬度和较高的导电率,而轧制加工率及时效直接影响着材料的性能。为了探索合适的加工工艺,研究了不同轧制加工率和时效工艺对C19400组织性能的影响规律,发现在试验条件下,二次冷轧时效温度400℃、时效8 h后合金具有较高的硬度和导电率,合金的抗软化性也较高,且生产成本低,制定加工工艺时可予以优先考虑。

不同冶炼方式下的H13的锻造生产及组织性能对比

随着新能源汽车的快速发展,急需对高热疲劳性、高使用寿命的铝压铸模具钢材进行研发应用。而H13属于热作模具钢,普遍应用于铝挤压、铝压铸、热模锻等行业,市场需求量较大。主要根据原材料冶炼方式的不同,对H13锻圆的锻造生产以及组织性能进行对比分析。

搅拌摩擦加工高强Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织性能研究

本文通过Sc、Zr微合金化的方法制备了高强Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金,并结合搅拌摩擦加工(FSP)改性获得了超细晶粒。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射(EBSD)和显微硬度等测试方法,对比分析了FSP对Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr微观组织和力学性能的影响。研究了Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金在温度为300~450℃,应变速率为10^(-3)~10^(-1) s^(-1)范围内的超塑性变形行为,结合微观组织观察,分析微合金化和搅拌摩擦加工对Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织性能的影响。高稳定Al3(Sc,Zr)相的形成和超细晶粒组织使Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金具有高的强度和良好塑性。本文研究结果可为超塑性高强Al-Zn-Mg-Cu系合金的开发奠定基础。

压力容器用钢15CrMoR的热处理工艺及组织性能

在当前的工业生产中,压力容器是一种应用非常普遍的生产装置,由于压力容器长期在高温、高压及含腐蚀性的恶劣环境中工作,存在较大的爆炸风险,而且压力容器爆炸事故会在造成重大经济损失的同时,严重威胁附近人员的安全,因此有效优化和改善生产制造压力容器的用钢性能十分重要。基于此,本文主要分析压力容器用钢15CrMoR的正火与回火热处理工艺,及其热处理工艺后组织性能,同时梳理总结模拟焊后热处理的结果。