436L铁素体不锈钢换热板片的成形过程及分析

针对436L铁素体不锈钢换热板片冲压成形的开裂问题,通过Dynaform数值模拟分析和冲压成形试验,对两种典型波纹结构换热板片的成形特征进行研究,分析其成形过程中的成形极限和减薄率的演变规律,研究板片厚度和波纹参数(波纹法向节距)对裂纹位置及开裂程度的影响,探讨波纹法向节距对减薄率的影响。结果表明,436L铁素体不锈钢换热板片的开裂和减薄同时受板厚及波纹参数的影响。对于浅波纹换热板片(波纹深度2 mm),易开裂处为波纹的波峰圆角顶部,板厚增加对开裂倾向和减薄率影响显著,每增加0.1 mm板材厚度,波峰圆角处最大减薄率可降低约2.6%,此时,能够安全成形的最大减薄率为18.9%,最小成形板厚为0.6 mm。而对于深波纹换热板片(波纹深度2.6 mm),易开裂处为波纹的波峰圆角两侧和波峰圆角顶部,此时,板厚增加对开裂倾向和减薄率影响较小,每增加0.1 mm板材厚度,波峰圆角处最大减薄率仅降低约1.4%,需通过增大波纹法向节距满足成形质量要求。

硼、碳含量对高硼铁基合金组织和性能的影响

高硼铁基合金是一种新型耐磨材料。硼、碳分别是决定硼化物和基体的重要元素，其含量对组织和性能起决定作用。采用正交实验法研究了硼的质量分数为1.5％～2．5％、碳的质量分数为0．2％～0．5％时高硼铁基合金组织的变化及其对硬度和冲击韧度的影响，为此类材料的研究提供了基础。

高硼铁基合金在不同铸型中凝固的组织与力学性能

高硼铁基合金在熔模壳型和金属铸型中凝固时,铸态组织部是由树枝状基体和共晶硼化物Fe2B组成．随熔体冷却速率增加,枝晶晶粒尺寸减小,硼化物形态从熔模壳型时的鱼骨状变为金属铸型时的筛网状,硼化物在组织中分布的均匀性增加,但其化学组成没有改变．经1030℃保温2 h,水淬以及200℃回火1 h后,两种铸型铸造试样的基体大部分转变为板条状马氏体;熔模壳型铸造试样的硼化物形态基本保持不变,而金属铸型铸造试样的硼化物粒化．热处理后,金属铸型铸造试样的力学性能高于熔模壳型铸造的试样,其硬度提高5．9％,抗拉强度提高17．5％,冲击韧度提高60％．

硼白口铸铁的研究进展

白口铸铁的合金化主宰了其发展进程。介绍了硼合金化白口铸铁的研究状况,主要阐述了硼对以碳化物为耐磨相和以硼化物为耐磨相的白口铸铁中组织和性能的影响。硼不改变以碳化物为耐磨相的白口铸铁中碳化物的形态,但能提高碳化物硬度和基体的淬透性,对韧性没有明显改善。以硼化物为耐磨相的白口铸铁组织中含有硬的硼化物耐磨相和强韧的马氏体基体,具有良好的硬度和韧性组合,是一类非常具有前途的新型白口铸铁。

稀土镁对高硼铁基合金的影响

高硼铁基合金是一种新型的耐磨材料,其特点是以组织中硬脆的共晶硼化物作为材料的耐磨相。但是,由于共晶硼化物在晶界处呈网状分布,破坏了基体的连续性,导致材料韧性偏低。提高该种材料韧性的有效途径便是改善硼化物的形态,文中采用稀土镁对高硼铁基合金进行变质,在热处理条件下,改善了硼化物的形态,将材料的冲击韧度提高了34.6%。

铜对高硼铁基合金性能的影响

高硼铁基合金中由于硼的存在,加入的锰、铬等用来增加淬透性的元素大部分形成了硼化物,影响了材料的淬透性。而且由于高硼铁基合金中的硼化物导热性能不好,也会影响到材料的淬透性。本文通过添加铜来研究其提高材料淬透性的效果。铜在钢中的作用与镍类似,可以提高钢的淬透性,含量适当时可以提高钢的冲击韧度。在硼钢中,铜的加入可以提高硼在钢中的溶解度,从而可以改善硼钢晶间硼化物的形态,提高钢的力学性能。在高硼铁基合金中,铜不与硼反应,而且不溶于硼化物中,可以充分发挥其增加淬透性的作用。实验结果表明,铜可以有效的增加高硼铁基合金的淬透性,并且可以提高其冲击韧度。

新型耐磨白口铸铁的研究

研究以硼化物为耐磨相的新型耐磨白口铸铁的组织特点与力学性能。研究结果表明:该类白口铸铁在铸态时由枝晶状基体和晶间共晶硼化物组成。共晶硼化物具有M2B型晶体结构,其显微硬度较高,且分布形态与高铬白口铸铁中的碳化物类似;基体由马氏体和少量的珠光体组成。热处理后,硼化物形态基本不变,基体大部分转变成为板条状马氏体,并且在基体中析出尺寸不同的两种颗粒。该类白口铸铁具有优良的硬度和韧性组合,还有良好的淬透性,是一种很有前途的耐磨材料。

高硼奥氏体钢硼化物形态及分布优化

传统高硼铁基合金中硼化物一般位于晶界位置,沿晶界呈网状或鱼骨状分布,具有尖锐边角,破坏了基体连续性,大大降低材料的力学性能。本文采用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)和X射线衍射(XRD)研究了碳含量对高硼奥氏体钢组织的影响。采用热力学模拟试验机分析了碳含量对实验钢850℃高温力学性能的影响。结果表明,高硼奥氏体钢的碳含量较高(0.37%~0.42%,质量分数)时,可稳定得到形态圆整的硼化物,且硼化物在基体内呈粒状离散化均匀分布,无网状、鱼骨状沿晶界连结贯通的分布状态。粒状离散化硼化物为Fe_(1.1)Cr_(0.9)B_(0.9)、Mn_(2)B_(0.98)、Cr_(2)B的络合产物,硼化物中Cr、Mn的加入,以及基体C含量的提高,促进了硼化物形态圆整、分布粒状离散化。锻造工艺同样对硼化物的粒状离散分布起到直接促进作用。锻造的始锻温度达到1 150℃是硼化物实现粒状离散分布的基本条件。

Fe-Cr-B白口铸铁的组织与性能研究

白口铸铁是一种不可替代的传统耐磨钢铁材料,在组织上以共晶碳化物为耐磨相,虽然硬度较高,但韧性偏低,限制了其寿命及应用工况。本文研究一类以硼化物为耐磨相的Fe-Cr-B新型白口铸铁,旨在获得优良的综合性能,来发展传统白口铸铁。该类白口铸铁在成分上具有低碳、高铬、高硼的特点;铸态条件下,基体为大部分板条状马氏体,耐磨相为比共晶碳化物显微硬度更高的共晶硼化物M2B;具有良好的淬透性,可像镍硬铸铁一样不经过热处理直接应用,且具有良好的综合性能。

铸造旧砂的综合利用综述

从固体废弃物资源化的角度论述铸造旧砂的综合利用情况并分析其前景。

铁素体对蠕墨铸铁力学性能和导热性的影响

蠕墨铸铁制动盘要求其材料兼具良好的力学性能和导热性以获得高的耐热疲劳和耐磨损性能。本文通过改变蠕墨铸铁中Sn和Mo元素的含量,研究了铁素体含量及其固溶强化程度对抗拉强度、布氏硬度和导热系数的影响。实验结果表明,Sn元素显著改变了蠕墨铸铁中铁素体与珠光体的比例,并具有明显的固溶强化效果。Mo元素同样具有固溶强化效果,但对铁素体含量影响较小。铁素体含量及其固溶强化程度对蠕墨铸铁力学性能和导热性的影响是互为矛盾的关系,因此提高铁素体含量的同时,通过固溶强化可以调控蠕墨铸铁的力学性能和导热性能以实现二者的平衡。

不锈钢泵壳的铸造工艺研究及实践

EO汽提塔底泵不锈钢泵壳结构复杂、壁厚相差大,极易产生裂纹和夹渣缺陷。通过对产品结构、品质要求、材料及使用工况进行分析,针对缩松、裂纹和夹渣等缺陷的产生原因,提出了相应的解决方案,并充分考虑操作方便性,一次性生产出合格产品。

Sc添加对Al0.2CoCrFeNi高熵合金显微组织、相演变及力学性能的影响

采用电弧熔炼法制备Al_(0.2)CoCrFeNiSc_(x)(x=0,0.1,0.2,0.3,摩尔分数)合金,研究Sc添加对合金显微组织、相演变和力学性能的影响。结果表明,Sc能细化晶粒、改变相类型以及提高合金的力学性能。相较于Al_(0.2)CoCrFeNiSc_(0.1)合金的晶粒尺寸(17.2μm),Al_(0.2)CoCrFeNiSc_(0.3)合金的晶粒尺寸仅为8.5μm,减小了约50.6%。合金的晶体结构由FCC相演变为包括两种FCC相和一种BCC相的混合相。FCC相主要出现在富Co、Cr和Fe枝晶区域和富Ni和Sc枝晶间区域,而BCC相主要出现在富Al和Ni枝晶间区域。当Al_(0.2)CoCrFeNiSc_(x)合金中x值由0增加到0.3时,合金的屈服强度由167 MPa增加至717 MPa,提高了329.3%,这主要归因于晶粒强化、固溶强化和相演变。

天津市电镀技术委员会及其主要活动

回忆了20世纪60年代初成立的“天津市电镀技术委员会”的组成,主要活动:技术咨询、技术讲座、技术培训和其组织的全市及全国的大型技术交流活动及展览会,指出这一系列活动对推动天津市电镀技术的发展,提高从业人员的素质发挥了重要作用,应当继续发扬光大。

专题评述

铸钢是铸造铁合金家族里重要的一类材料,在工业体系中应用广泛,具有举足轻重的地位。铸钢材料种类繁多,造型方法多样,重量从几克到几百吨,国内中信重工曾组织829.5 t钢液浇注18500 t油压机上横梁铸件,创造了世界纪录,而且在复杂结构的零部件上,铸钢还是不可取代的。本专题特邀国内铸钢材料专家和国内知名铸造企业撰写了相关论文。其中1篇是研究临界回火热处理、时效热处理对高合金钢组织和性能的影响;1篇是研究多级泵体铸造工艺及实践;1篇是研究发热补贴在生产实践中的应用;2篇是关于3D打印在铸造中的应用问题。

国内压水堆核电核岛核1级铸钢件研发进展

中国核电建设的快速发展,推动了核电设备的国产化进程。本文主要介绍国内压水堆核电站核岛核1级铸钢件研发的进展情况。核1级铸件,主要包括主管道、主泵泵壳、爆破阀体等。由于其特殊的使用工况,对铸件质量要求较高,检测标准远高于一般铸件。核1级铸件基本采用不锈钢材料,该类材料在凝固时,由于凝固温度区间较宽,容易产生缩松等凝固缺陷,使制造的难度大大增加,前期均需要进口。本文分析了以上铸件的材料、工艺等难点问题,介绍了国内的研发情况。目前国内已经实现核1级铸件的产业化,基本可以满足核电建设的需求。

核电用双相不锈钢叶轮铸造工艺数值模拟及优化

采用ProCast软件对核电用双相不锈钢叶轮的铸造过程进行了模拟。通过对铸件凝固过程的温度场和速度场的计算,预测出缩松、气孔及夹渣缺陷的位置。预测结果与实际生产情况相吻合。在对缺陷分析的基础上,通过增加补贴量及降低浇注速度,提出了新的工艺方案,消除了铸件中的缩松、气孔和夹渣等缺陷,提高了铸件的质量。

固溶温度对铸造双相不锈钢微观组织及力学性能的影响

研究了不同固溶温度对00Cr22Ni5Mo3N铸造双相不锈钢微观组织和力学性能的影响。结果表明:在1 120～1 200℃温度区内固溶处理后,合金中的铁素体相比例随着固溶温度的升高而升高;冲击性能随着固溶温度的升高而降低;合金的拉伸强度和断面伸长率随固溶温度的升高变化不大;屈服强度在1 120～1 140℃温度阶段有所升高,在1 160～1 200℃屈服强度变化不大。

大型薄壁结构铸件常见缺陷原因分析及解决措施

大型薄壁结构件在进行铸造生产时,易产生变形、裂纹、缩松、冷隔和夹渣等缺陷。本文系统分析了缺陷产生的原因,同时结合生产实践,以叶片、下环、叶轮为例,重点介绍了在铸造工艺设计时结构过渡、防止变形的拉筋设置、裂纹防止方法、防止钢液污染等应对措施。

核电站用海水深井泵双相不锈钢叶轮的铸造工艺研究及实践

双相不锈钢叶轮由于其形状复杂及材料铸造性能不良,在铸造过程中易产生的缩松、裂纹和夹渣等铸造缺陷。通过数值模拟分析对比两种铸造工艺的优缺点,分析了可能产生缺陷的原因,选择了最优的铸造工艺方案,生产出合格产品。生产实践表明:适当的过渡R角可有效防止叶片根部裂纹产生;差别化的模具缩率可以解决叶轮轴向和径向实际收缩不均问题;顶冒口比侧冒口更有利于降低收缩应力和排渣、排气;底注式浇注系统可减少夹渣缺陷。