15MN油压机船用钢板压制模具的研究与设计

油压机上模具是连接油压机主机与压模的核心部件,其结构形式、强度、刚度直接影响压制钢板的质量和效率。为了提高油压机的效率,分析了15 MN油压机的压制模具结构形式,提出上模具与压模之间采用斜键连接,并配有螺栓辅助连接的设计方案,同时确定了键和键槽的尺寸及载荷。并使用Solidworks有限元模块对设计模型进行受力分析,验证了结构的强度与刚度。该方案在提高钢板压制效率的同时也尽可能的减小了横向载荷带来的变形,有效地解决了压制模具的变形和压制效率低下等问题,极大地节约了生产成本。

TMCP型FH36级船用钢板在不同温度下的摩擦磨损性能研究

FH36钢材作为使用在低温恶劣环境下的大型货轮、客轮及海工装备急需基础材料,因其低温高强以及高韧性能得到广泛关注.FH36钢材在冰区环境使用时,不可避免受到冰载荷摩擦磨损破坏作用.本研究中对使用控轧控冷工艺(Thermo mechanical control process,TMCP)制备的不同厚度的FH36级船用钢板在20、−5和−20℃条件下的摩擦磨损性能开展试验分析.使用UMT-2 TriboLab型多功能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,试验选取磨球为氧化铝磨球,直径为8 mm,摩擦方式是球面接触,往复摩擦距离5 mm,载荷为20 N,频率2 Hz,测试的时间为2 h.使用Bruker Contour GT-1型白光干涉仪对钢样在摩擦磨损后的磨痕轮廓进行测量.利用公式通过摩擦磨损试验后钢样的体积损失计算出钢样的磨损量,并对摩擦磨损试验所得到的摩擦系数和磨损量进行对比分析.使用CXS-5TAH-118340扫描电子显微镜对钢样的表面微观形貌进行观察并进行摩擦磨损机理分析.试验结果表明,不同轧制深度部位的微观组织变化会直接影响钢材的耐磨性能.轧制钢板表层组织以铁素体和珠光体为主,1/2处组织以铁素体、珠光体和粒状贝氏体为主;两种钢板表层硬度均高于1/2处样品的硬度,其中厚度为20 mm钢板表层和1/2处硬度分别为490 HV和441 HV;厚度为40 mm钢板表层和1/2处硬度分别为507 HV和451 HV;在2、−5和−20℃条件下,钢板表层的平均摩擦系数都明显高于1/2处的平均摩擦系数,相应的磨痕深度、宽度以及磨损量都较小.另外,低温环境对FH36级船用钢板的耐磨性影响较大,表层及1/2处样品的磨损量均随着温度降低逐渐加大,磨损机理以磨粒磨损为主,以疲劳磨损和黏着磨损为辅.

船用钢板的高功率CO_2激光焊接

激光作为高能束和洁净热源在焊接中得到了越来越广泛的应用。船舶制造中的激光焊接技术也正得到广泛的研究并开始应用。利用15kW级CO2激光对国产船用板CCS-B、SUS304、A36以及CCS-A进行了对接接头和T形接头的激光焊接研究。在多种板厚条件下获得了良好的激光填丝和激光电弧复合焊接接头。通过宏观和显微金相分析比较CCS-B激光填丝焊和激光电弧复合焊接头焊缝截面形状和组织。通过成分分析,观察了在三种不同高功率激光焊方法(纯激光、激光填丝和激光复合)下焊缝中主要化学成分的含量变化。通过硬度测量、拉伸和弯曲试验测试分析了接头力学性能。

590MPa高强度船用钢板调质工艺的优化

为提高590 MPa船用钢板的综合力学性能,对40 mm厚船用HQ60T钢板进行了调质工艺的研究.采用不同的正火工艺获得了不同的组织结构,进行了不同淬火和回火温度的热处理试验,对不同试样进行了金相分析和力学性能的试验,详细观察了各种热处理状态下试验钢的微观组织,讨论了组织演变规律及其对性能的影响.试验表明:相同调质处理条件下,随着正火温度的提高,钢板强度下降,韧性提高;在580℃回火的条件下,韧性指标随淬火温度的升高,先升高后降低,在920℃时出现峰值;回火温度高于580℃,钢板韧性下降,强度下降加快.研究表明,在920℃时水淬,然后580℃回火时钢板综合力学性能最好.

船用钢板激光弯曲成形试验过程数据采集系统的开发

板材激光弯曲成形是一种新型的无接触成形技术 ,目前对激光弯曲成形工艺的研究主要集中在试验和数值模拟方面。为获得板材的变形程度以及为数值模型提供验证 ,需要对激光弯曲成形过程板材的弯曲角度和温度分布进行测量。针对实验过程温度和弯曲角度变化的特点 ,在Windows环境下 ,结合研华的工业数据采集卡及其相应的传感器 ,运用多线程及嵌入式汇编技术 ,使用VisualC ++6 0开发了相应的数据采集系统软件。应用此系统对一种船用钢板的激光弯曲成形实验中的温度和弯曲角度变化进行了实时的数据采集 ,并获得了较好的采样数据。

采用TMCP工艺生产40kg级高强度船用钢板的研究

介绍了采用TM CP工艺生产A 40、D 40、E 40系列高强度船体用结构钢的成分设计和工艺设计的情况。该钢种化学成分符合GB 712及DNV、LR等九国船级社标准的要求。采用TM CP工艺,靠晶粒细化和析出强化保证了钢材的强韧性。工业试制所生产的钢板采用连铸板坯,最大钢板厚度可达80mm,各项力学性能完全符合要求。

船用钢板微纳药芯焊丝焊接接头的组织及硬度分布

研究了采用添加纳米稀土颗粒的微纳药芯焊丝焊接EH36船用钢板焊接接头的组织和硬度分布,并与相同试验条件下的普通药芯焊丝焊接接头进行了对比。研究表明,微纳药芯焊丝中所引入的纳米稀土颗粒,不仅发挥了纳米效应,细化了焊缝区的组织,而且还发挥了稀土活性效应,促使热影响区组织和层间重熔区组织得到细化、焊接接头尺寸减小以及表面变得光滑。

355MPa级船用钢板试制

本文介绍了首钢 3 5 5 MPa级船板进行 CCS工厂认可的试制情况 ,分析了各工艺要素对钢质量的影响 ,讨论了 3 5 5 MPa级船板试制中存在的问题 ,提出了改进质量的建议。

船用钢板漏磁检测的三维有限元分析

为保证船舶的安全,满足对船用钢板进行定期检测的需要,提出利用漏磁检测钢板缺陷的方法,并对该方法进行了三维有限元分析和实验验证.在ANSYS软件中建立检测传感系统、磁化装置和钢板缺陷的三维模型,进行钢板缺陷附近的磁场分布状态的数值仿真,得出了船用钢板磁化后的磁场分布状态,计算出缺陷与磁场分布之间的对应关系曲线,并对缺陷进行判断.检测实验结果证明有限元计算是可靠的.

590MPa船用钢板控冷模型设计改进

针对我国自行研制的590MPa高强度船用钢板控冷模型的不足进行了改进,编制了新的控冷模型程序.该项研究对节约能耗、降低生产成本及提高钢板质量,具有一定的实际意义.

首钢船用钢板生产综述

全面介绍了船用钢板的市场现状，船用钢板产品的特殊要求，首钢生产船用钢板产品的研发、认证及产品质量、生产、组织和管理等方面存在的问题。首钢生产的船用钢板A／D32、A／D36等7个强度质量等级已通过了CCS等8国船级社的联合工厂认可，其产品性能稳定、优良。

船用钢板材料在淡水环境中初期腐蚀行为

目的研究船用钢板材料在长江淡水环境中的初期腐蚀行为。方法运用形貌分析、腐蚀质量损失、XRD、开路电位、极化曲线等方法研究Q235B和CCSA两种船用钢板材料在室外长江淡水环境中不同暴露方式(水面大气、半浸、全浸)及不同浸泡时间(0.5,1 a)腐蚀行为;室内长江淡水环境不同暴露方式(半浸、全浸)浸泡768 h内的腐蚀行为;室内长江淡水环境全浸泡下在不同时间(0~14 d)的电化学腐蚀行为。结果两种船用钢板材料在武汉长江淡水中腐蚀严重,半浸泡环境下腐蚀速率最大,达到100μm/a,水面区大气腐蚀速率最小,腐蚀速率为30μm/a左右,全浸区腐蚀速率为80μm/a左右,1 a和0.5 a的腐蚀速率相近,CCSA耐蚀性优于Q235B。室内长江淡水浸泡环境下两种船用钢板材料腐蚀电位随时间而降低,2d后趋于稳定;半浸泡环境下腐蚀速率大于全浸区;极化曲线说明浸泡2 d后,腐蚀速率降低且趋于稳定。结论 CCSA耐蚀性优于Q235B,半浸泡环境下腐蚀最严重,其次为全浸区,水面大气环境腐蚀最小。

基于ANSYS的船用钢板移动电磁感应加热温度场数值模拟研究

以带间隙双回路反向电流ODIG感应器为热源,基于ANSYS多物理场耦合数值方法,结合感应器及周围空气动态移动方法,建立了移动电磁-热交互耦合数值模型。分别研究了初始和稳定时刻的上表面、对称面和横截面的温度分布,讨论了上表面加热线方向(x轴)在6个时刻的温度曲线。在上下表面分别定义3个测温点,研究其温度历时曲线。结果表明,600℃以上温度云图为椭圆外形;上表面测温点为预热双峰曲线,下表面测温点为线性上升单峰曲线;上表面温度主要由集肤层的涡电流引起,下表面温度由热传导引起;前线圈能够实现预热,后线圈提高最大温度和加热深度;感应器对称面正下方的温度最高,沿着感应器长度方向温度逐渐减小。

船用钢板厚度公差对空船重量的影响

文章对新生效的UR W13“钢板和宽扁钢厚度公差”统一要求进行了阐述，针对钢板本身的公差范围要求在生效前后的变化，来讨论对空船重量的影响，并针对影响的原因，来讨论我们可以采用哪些方法降低该新生效公约对空船重量的影响。

船用钢板移动电磁感应加热温度及变形特性

采用带间隙双回路反向电流(ODIG)感应器作为热源,基于ANSYS多物理场耦合数值模拟方法,结合感应器及周围空气动态移动方法,建立移动式电磁-热交互耦合数值模拟模型。将获得的瞬态温度作为载荷,进行热-弹塑性数值分析,研究船用钢板移动电磁感应加热温度分布和变形分布。分析不同工艺参数(感应器与钢板间隙g、钢板厚度H、电流频率F、电流峰值Ipeak和移动速度v)对热成形(最高温度Tum、宽度b和厚度h)和变形(横向收缩δz和横向角变形θz)特性的影响。结果表明:温度云图为带预热的双椭圆外形;影响热成形特性的主要因素为Ipeak、v和g;影响变形最主要的因素是Ipeak和H。

冷却速率对E36船用钢板力学性能的影响

对不同冷却速率下控轧控冷态E36船用钢板的组织性能进行了研究.结果表明：在10—60℃/s范围内,随着冷却速率的增加,钢板屈服强度和抗拉强度呈上升趋势;但当冷却速率在19.3℃/s时,出现了韧性恶化,然后随着冷却速率的增加,-60℃的冲击功升高,且钢板的伸长率并无明显恶化;冷却速率超过40℃/s时,随冷却速率的增加,钢板强度增加不明显.在冷却速率为56.3℃/s时,钢板组织为粒状贝氏体＋针状铁素体,晶粒细小,钢板综合力学性能最佳.

船用钢板吸油、渗油机理研究及其涂装措施

通过渗油、吸油模拟试验 ,研究了船用钢板吸油、渗油机理 ,并探讨了其涂装防护方法 ,提出了带油涂装底漆的研制思路。

船用钢板高频感应加热热源简化计算方法

[目的]在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,[方法]通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。[结果]结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。[结论]相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。

新型船用钢板与Al_2O_3球的摩擦磨损性能测试与模拟

为研究新型船用钢板的摩擦磨损性能,用UMT-3 TriboLab摩擦磨损试验机测试这种钢板在不同环境温度下的摩擦因数(载荷为50 N、往复速度50 mm/s),用白光干涉仪测量试样磨痕截面轮廓线,用ABAQUS对Al2O3球与这种钢板组成的摩擦副建模。将测量得到的相关参数输入到计算模型中,采用区域网格划分方法对接触变形过程进行模拟,得到接触区域的应力、应变和塑性变形。结果表明:在球与钢板接触初期,在同等载荷情况下,钢板的磨损量随温度的降低而增加;摩擦磨损过程中的温升、过渡层和磨屑对摩擦磨损行为有一定的影响;采用区域网格划分方法可以有效计算钢板的理论应变和磨痕截面轮廓线;由于摩擦磨损过程中温升、磨屑等因素的存在,基于赫兹接触理论的有限元模拟结果与实际磨损结果有一定的误差,试验环境温度越低,该误差就越小。

Nb、Ti微合金化新型440MPa级船用钢板韧性研究

研究了某钢厂热连轧TMCP工艺14mm厚440MPa级钢板的强韧性,对微观组织进行了观察分析。试验结果表明,新型热连轧440MPa钢板具有良好的低温韧性,-40℃冲击功超过310 J,韧脆转变温度低于-100℃。新型440MPa钢板良好的性能来源于低碳、Nb-Ti微合金化成分设计及TMCP工艺下获得细化的针状铁素体组织。