U75V重轨钢弯曲疲劳裂纹扩展行为

为明确珠光体钢轨的疲劳裂纹扩展行为,测定U75V重轨钢轧态和热处理态两种条件下的三点弯曲疲劳裂纹扩展速率,采用光学显微镜、扫描电镜、EBSD对钢轨的微观组织、片层、断口形貌及裂纹扩展轨迹进行观察。结果表明:轧态和热处理态钢轨的疲劳辉纹平均间距分别为253,215 nm,轧态钢轨的疲劳断口呈现解理台阶与河流花样形貌,且河流花样趋于合并,而热处理态钢轨的疲劳断口呈现大量的解理台阶及较多的微裂纹和撕裂棱,河流花样以支流为主;热处理态钢轨的疲劳裂纹扩展速率远低于轧态,到达裂纹失稳阶段也较滞后;轧态和热处理态钢轨的疲劳裂纹扩展都是以穿晶断裂为主的穿晶断裂和沿晶断裂混合扩展方式进行,轧态和热处理态钢轨的珠光体片层间距分别为272,148 nm,其中热处理态钢轨的珠光体片层细密且方向多样,存在显著的珠光体团簇,裂纹扩展轨迹中出现较多的分支裂纹和裂纹桥接现象,对扩展起到阻碍作用,是热处理态钢轨抗疲劳裂纹扩展能力优于轧态的重要原因。

基于“课程思政+OBE+智能制造”的《材料加工基础实验》教学探索与实践

针对当前工科院校专业实验课教学与思政的协同问题,以《材料加工基础实验》课为例,以学生为中心,引入智能制造前沿性实验,采用案例讲解及专题讨论等教育新模式融入思政元素,有效培养了学生的专业素养及创新能力,提高了学生对本专业的学习兴趣,实现了实践育人,价值观引领。

U76CrRE重轨钢的滚动接触疲劳/磨损复杂交互行为

为了明确珠光体钢轨在滚动接触疲劳/磨损交互载荷下的伤损及表层微观组织演变规律.本文以轧态、热处理态的珠光体重轨钢U76CrRE为研究对象,采用滚动摩擦磨损试验机、激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电镜(SEM)、背散射衍射仪(EBSD)对无预制裂纹和有不同深度预制裂纹的钢轨磨损量、表面伤损、变形层、裂纹萌生及扩展进行测定和观察分析,结果表明,当无预制裂纹或预制裂纹深度小于磨损层时,轧态和热处理态钢轨均以磨损失效为主,但轧态钢轨的磨损量及变形层大于热处理态,其近变形层区域珠光体中的铁素体细化,与同样细化成小颗粒的渗碳体杂糅在一起,铁素体晶粒以小角度晶界为主,但随着距表层距离的增加,铁素体晶粒的大角度晶界比例逐渐增加,其裂纹呈现出角度大、深度深和长度小的特点,而热处理态钢轨的裂纹呈现出角度小、深度浅和长度大的特点,裂纹扩展趋势比轧态钢轨显著.当预制裂纹深度大于磨损变形层时,预制裂纹会使钢轨提前结束磨损机制,促进疲劳裂纹的产生并迅速扩展,导致疲劳失效加快,裂纹呈现出角度大、深度深和长度大的扩展趋势,使得轧态和热处理态钢轨均以疲劳失效为主,其中轧态钢轨的裂纹扩展趋势比热处理态显著.当轧态和热处理态钢轨在与硬度较高的车轮钢匹配时,裂纹角度、深度和长度都比与硬度较低的车轮钢匹配时显著.

不同热处理条件下U75V重轨钢的组织及断裂韧性研究

以U75V重轨钢为研究对象,采用万能试验机、应变仪、扫描电镜等测定和分析其在线轧态和在线热处理态条件下的微观组织、断口形貌及三点弯曲断裂韧性,揭示其微观组织对断裂韧性的影响规律,为研究珠光体重轨钢热处理工艺提供参考。结果表明:U75V重轨钢热处理态和轧态的表面应变变化规律相似,但热处理态U75V重轨钢从弹性变形到塑性变形比轧态滞后;热处理态和轧态U75V重轨钢的断裂韧性K_(IC)值分别为45.122、42.048 MPa•m^(1/2),热处理态的断裂韧性比轧态高;轧态U75V重轨钢断口为解理断裂,而热处理U75V重轨钢为准解理断裂;轧态和热处理态U75V重轨钢的珠光体片层间距分别为272.2、148.4 nm,热处理态U75V重轨钢的珠光体片层细密,存在显著的珠光体团簇,不利于裂纹的扩展,使得热处理态U75V重轨钢断裂韧性高于轧态。

电阻缝焊数值模拟研究进展

电阻缝焊过程的热影响区随着滚轮电极的旋转而不断移动,熔核彼此搭迭,形核过程处于封闭状态且无法观测,焊接参数及性能比点焊更加难以准确计算.数值模拟作为一种功能强大的分析手段,解决了电阻缝焊领域中传统分析方法无法解决的问题,越来越受到焊接研究人员的重视.文中综述了国内外近几年来的研究成果,对比了电阻缝焊与电阻点焊的特点,总结出电阻缝焊过程中电流场、温度场、应力场(应变场)三大领域的数值模拟方法,以及焊后焊缝形状、焊缝跟踪、无损探伤等智能控制技术,并对这些方法的原理进行了分析和探讨,提出开发多参数、多变量综合数学模型是将来电阻缝焊数值模拟技术的研究重点.此外,指出发展与先进的在线实时监控系统及无损检测技术相适应的数值模拟技术将是电阻缝焊重要的研究方向.

自回火对重轨钢疲劳裂纹扩展行为的影响

针对重轨钢在线淬火后自回火造成的抗疲劳裂纹扩展能力降低的问题,在淬火冷速分别为3℃/s、5℃/s、8℃/s,终冷温度为450℃条件下,研究了自回火对重轨钢疲劳裂纹扩展行为的影响,测算了疲劳裂纹扩展速率的Paris公式,采用扫描电镜及硬度计分别对自回火后钢轨的疲劳断口进行观察及硬度测试。结果表明:经过自回火后,钢轨的疲劳裂纹扩展速率增快、硬度降低,且自回火之前钢轨的淬火冷速越大,自回火后其硬度降低越显著,硬度的降低增加了裂纹扩展的可能性;自回火后钢轨在Ⅰ区的疲劳裂纹扩展速率远大于直接淬火试样,使钢轨疲劳裂纹扩展的整体进程缩短,这是疲劳裂纹扩展速率增快的重要原因。不同淬火冷速后的自回火试样在应力强度因子范围ΔK(ΔK=K_(max)-K_(min))为10 MPa·m^(1/2)时,断口的疲劳辉纹、解理面和二次裂纹较少,河流花样数量较多、面积小、沟壑浅,而在ΔK=13.5 MPa·m^(1/2)时,断口的疲劳辉纹间距增大,解理面和二次裂纹较多,河流花样数量增多、面积增大,疲劳裂纹扩展速率da/dN较快。

TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢电阻点焊工艺优化及接头性能分析

以厚度均为1.5 mm的TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头为研究对象,以接头剪切拉伸载荷为评价指标,运用正交试验优化其焊接参数,采用极差法和方差法对结果进行分析,随后增加焊前预热条件,分析对比相同焊接电流、焊接时间、电极压力参数下采用预热和无预热时点焊接头的剪切拉伸载荷,利用电子拉伸试验机、金相显微镜和显微硬度仪分别对预热和无预热两种条件下较优焊接参数时的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析,研究TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头力学性能及接头各区域的金相组织、硬度特点。结果表明:运用焊前预热能够获得性能良好的点焊接头,相同焊接参数情况下,预热点焊接头的剪切拉伸载荷比无预热高5.5%以上;两种条件下较优焊接参数时,无预热点焊接头为脆性断裂,预热点焊接头为韧-脆混合断裂;采用预热获得的点焊接头组织比无预热更为致密;预热点焊接头熔核和母材的硬度比无预热时有所下降,熔合线硬度过渡平缓。其主要机理是,预热使点焊接头熔核周边优先发热,热影响区扩大,熔核韧性提高和熔核周边应力集中缓解,从而提高了点焊接头的强度。

超声冲击处理冷轧钢板缝焊接头的疲劳性能

用窄搭接电阻缝焊机对汽车用SPCC(冷轧低碳普通钢板)进行焊接,采用超声冲击仪对缝焊接头进行处理;通过拉压疲劳试验、X射线应力分析仪、OM、SEM对处理和未处理的缝焊接头疲劳性能和组织进行测试和观察分析对比.结果表明,未经超声冲击处理的缝焊接头经5×104次交变载荷作用即在焊趾区萌生裂纹,裂纹与载荷方向呈45°;经超声冲击处理过的缝焊接头经1.88×106次交变载荷作用未发生断裂;超声冲击处理使缝焊接头表层晶粒细化并形成塑性变形层,降低了其表面的微裂纹缺陷造成的应力集中,使表面残余拉应力变为了压应力,有利于改善缝焊接头的疲劳性能.

带钢连续热镀锌窄搭接焊机的故障分析及对策

介绍了包钢薄板厂热镀锌线窄搭接焊机的生产实践,针对焊机运行过程中出现的抽尾、甩尾等疑难问题,从原料把关、设备调整、工艺参数优化、卷径信息控制等方面着手,有效解决了此类故障,大大提高了焊接效率,保障了热镀锌机组的连续稳定运行。

异种钢电阻塞焊工艺优化及接头性能分析

采用一种新型复合焊接工艺——电阻塞焊对1.5 mm等厚TRIP980高强钢/SPCC低碳钢板进行焊接,利用正交试验优化其焊接参数,随后增加焊前预热,分析对比无预热和焊前预热两种条件下较优焊接参数时接头的力学性能及组织、硬度特点.结果表明,各焊接参数对接头的拉剪载荷影响程度由大到小依次为焊接电流、填充物直径、焊接时间及电极力;在电极头端面直径为8 mm的条件下,填充物直径为5.5 mm时的接头力学性能优于其它直径;相同焊接参数时,焊前预热塞焊接头的拉剪载荷比无预热提高7%以上;两种条件下较优焊接参数时,焊前预热塞焊接头的熔核偏移量小于无预热,熔核和熔合区的硬度比无预热时有所下降,熔合区脆硬马氏体组织比无预热少;焊前预热塞焊接头断口为韧性断裂,无预热塞焊接头断口为脆性断裂;其主要机理是,预热减小了熔核区金属过热倾向,使熔核扩展均匀,熔合区脆硬组织减少,有利于接头强度的提高.

提高气刀刮锌能力的改造措施

介绍了当前热镀锌板生产中气刀控制锌层面质量的基本原理,结合某薄板厂热镀锌线的生产实践,通过对气刀风机管道的改造,采用并联两台风机分别给前后气刀提供风压的方法,有效提高了气刀的刮锌能力。通过改造可以使气刀风压增加15kPa,机组生产速度可以提高20m/min,从而大大提高了镀锌生产能力。

高强度钢板电阻焊研究进展

高强度钢板具有高屈服强度、高韧性及较高的能量吸收率和疲劳强度,以及优良的成型性能和高烘烤硬化性能、防撞凹性能等优点,广泛应用于汽车外壳及车体结构件的制造。高强度钢板工业生产线的批量生产及汽车组装过程多采用电阻焊,随着钢板强度化的提高,焊接难度加大,限制了高强度钢板的大范围应用。从薄板连续退火及连续镀锌生产线中的头-尾连接、汽车用同种钢板焊接、汽车用异种材质焊接三种不同工艺形式方面阐述了高强度钢板电阻点焊、缝焊的研究进展,指出异种材质的电阻焊研究及电阻缝焊数值模拟研究还有待加强,同时展望了未来高强度钢板电阻焊的发展方向。

超薄锌层热镀锌板的研究进展

介绍了我国热镀锌板的生产及使用现状,从提高机组生产能力和降低生产成本方面分析了市场对薄锌层镀锌板的需求。通过对电镀锌板与热镀锌板优缺点的比较,综述了当前热镀锌板在超薄锌层控制方面所采取的措施,预测了我国超薄锌层热镀锌板的发展前景。

工程认证背景下材料成型及控制工程实验教学改革

针对材料成型及控制工程实验课(简称成型实验课)传统教学方法中存在的弊端,通过实验室优化管理、教学体系设计及教学改革,构建了一套适合于学生专业技能提高的管理和教学模式。实现了实验课与理论课的有效结合,实验室管理逐步完善,实验教学质量显著提高,学生综合应用专业知识解决实际问题能力得到大幅度提升。

高耐蚀性热镀锌板的研究进展

综合分析了热镀锌板高耐蚀性技术的研究现状及热点,总结了当前国内外热镀锌板在耐蚀性方面所采取的技术措施,指出了我国高耐蚀性热镀锌板今后的发展方向。

热镀锌张力辊电机气动抱闸系统的改造

针对热镀锌生产线中张力辊电机抱闸系统频繁出现非正常制动故障的问题,从抱闸系统的工作原理和结构特点方面进行分析,发现抱闸头轴套密封处漏气造成接近开关感应位置失效是此故障的主要原因,采用铁片在外端固定接近开关来代替原来的密封盖后,解决了该故障问题。

带钢搭接焊未焊透缺陷的产生原因及对策

针对带钢连续热镀锌生产线搭接焊未焊透缺陷的疑难问题,从生产工艺和焊机结构特点方面进行了分析,提出一种新的解释:认为实际搭接量不足是造成未焊透缺陷的主要原因,而原料缺陷是造成未焊透缺陷的次要原因。通过对焊轮中心线和焊机后活套辊的调整,以及对原料缺陷的控制,有效解决了未焊透缺陷,避免了因未焊透缺陷造成的断带停机事故的发生,大大提高了热镀锌机组的作业率。

带钢搭接焊错边原因分析及关键控制技术

错边是影响工作焊缝质量的一个非常重要的因素,带钢连续热镀锌焊接错边的控制是搭接焊中一个非常棘手的难题。针对某热镀锌生产线焊接过程中出现的错边缺陷,从窄搭接焊机的设备和工艺方面进行了系统研究,认为甩尾是造成错边缺陷的直接原因。通过对原料镰刀弯缺陷进行严格把关、对鞍座上原料卷对中精度的有效控制,以及对焊机对中装置的改造和张力辊压辊的调整,有效改善了焊接甩尾问题,避免了焊接错边缺陷,为镀锌机组的连续稳定运行提供了保障。

薄规格热镀锌板边部过镀锌的原因及改进

分析了包头钢铁股份有限公司薄板厂热镀锌带钢边部出现过镀锌缺陷的原因,通过安装边部加热管以弥补带钢边部的热量损失,并对表面额定温度分别为200、400、600℃的加热管进行了试验,结果显示,表面额定温度为600℃的加热管能解决薄规格镀锌板的边部过镀锌问题。

工程认证下材料成型专业理论与实践教学深度融合探索

文章针对当前工科类专业理论教学与实践教学脱节问题,以材料成型及控制工程专业为例,构建以学生能力培养为主体,以理论教学和实践教学为翼的"一体两翼"教学新模式,使理论教学与实践教学有效衔接,以培养学生的科学素养、创新意识、专业技能、非专业技能及适应能力,以解决当前工科专业普遍存在的理论教学与实践教学脱节的共性问题。