深冷处理对45钢力学性能和尺寸稳定性的影响研究

本文研究了深冷处理与传统热处理相结合对45钢力学性能、尺寸稳定性和微观组织的影响。结果表明,淬火+深冷处理+回火工艺能够提高45钢的抗拉强度和屈服强度,而对延伸率和冲击韧性影响不明显。淬火+回火+深冷处理后45钢屈服强度略有降低。通过圆环三角法能够有效评价不同工艺处理后试样的尺寸稳定性,淬火后试样残余应力较高,圆环三角试样开口角度变化最大,增加深冷处理改变了角度变化方向,且变化量也较大,高温回火显著降低了材料的残余应力,从而减小了角度变化。淬火后增加深冷处理提高了试样表面压应力,促进了残余奥氏体转变为马氏并使得马氏体基体上析出的碳化物颗粒增加。

采用圆环三角试样评价材料的尺寸稳定性

提出了一种圆环三角法进行尺寸稳定性评价,通过圆环三角试样沿底边开口后引起的顶角及两侧面平行度的变化对7050铝合金的尺寸稳定性进行了评价。并将深冷处理与7050铝合金的固溶时效进行结合,探索了不同工艺对7050铝合金圆环三角尺寸稳定性的影响。结果表明:淬火态圆环三角试样开口顶角角度和平行度变化最大,而固溶处理后时效处理前增加深冷处理圆环三角试样顶角角度和平行度变化最小。尺寸稳定性的变化结果与残余应力检测结果吻合,说明该方法能够从残余应力层面对尺寸稳定性进行有效评价。

铝合金深冷处理研究进展

深冷处理作为传统热处理的补充能够提高材料的耐磨性、尺寸稳定性和综合力学性能,广泛应用于钢铁材料。近年来,深冷处理在铝合金方面的研究和应用取得了一些进展,本文对铝合金深冷处理方面的研究进展进行了系统的综述,重点分析了深冷处理在改善铝合金力学性能、尺寸稳定性和耐腐蚀性方面的宏观效果及其与处理工艺之间的关系,并从微观相组织、位错、晶格结构等不同尺度对微观组织方面的研究成果进行综述和分析,从而为铝合金深冷处理的研究和应用提供一定的指导。

硬质合金深冷处理研究进展

硬质合金自1923年问世以来,人们主要通过改进其烧结工艺、制备超细WC-Co复合粉末以及表面强化等方法来不断优化它的性能。然而,由于上述方法存在设备复杂、制备成本高、技术难度大等问题,在一定程度上制约了我国硬质合金产业的转型升级。深冷处理作为一种低能耗、无污染、操作便捷的新型材料改性技术,能够有效提高材料的力学性能、耐磨性、尺寸稳定性、耐腐蚀性以及导电/导热性等多种性能,并在多种材料的产业化方面得到了成熟的应用。因此,将深冷处理用于优化硬质合金的性能,能够有效避免传统改性方法的不足,为高效、低成本地改善硬质合金性能提供了新的工艺路线。然而,由于硬质合金的深冷处理研究起步较晚,因此其深冷处理工艺和改性机理两方面依然面临诸多问题。近年来,人们在实验室研究了硬质合金经深冷处理后各方面性能的变化,同时对深冷处理工艺参数与宏观性能变化的影响规律,以及宏观性能发生变化的微观机制开展了深入的研究,并取得了一定的成果。大量试验表明,深冷处理能够显著改善硬质合金的抗弯强度、耐磨性和切削性能,可有效延长硬质合金工具的使用寿命,而对其硬度和韧性影响不大。硬质合金性能的改善效果与深冷处理工艺参数密切相关,较低的深冷处理温度与较长的保温时间有利于其性能的提高,但是硬质合金性能并不随深冷处理温度的降低和保温时间的延长而呈线性变化。一般而言,对于特定成分的硬质合金,存在最佳的深冷处理工艺参数。深冷处理对硬质合金服役性能的强化机制主要是黏结相Co的马氏体相变、η相的弥散析出以及材料表面残余应力状态的改变等方面。本文归纳了硬质合金深冷处理的研究进展,并结合本团队的研究工作,分别介绍了深冷处理对硬质合金的力学性能、服役性能、微观组织、残余应力等方面的影响,分析了深冷处理工艺参数对硬质合金的性能的影响规律,探索了微观组织、残余应力与性能之间的相互关系及作用机理。本文基于目前硬质合金深冷处理的研究现状及当前研究中存在的不足,对其未来的研究方向与产业化前景进行了展望。

带内流道的板翅式换热器散热特性

针对目前对带内流道的板翅式换热器研究较少及其散热量计算误差较大等问题,基于空气、热流体及散热器三者耦合的基础,构建了带内流道的板翅式换热器散热特性的仿真分析模型以及小型风洞实验系统;结果表明,构建的仿真分析模型在空气速度为1 m/s、入口温度为25℃的冷却条件下,其散热量随热流体流量的增大而增加,直至流量为3 L/min后趋于稳定,该模型的数值分析结果与实验结果最大偏差在5%以内.实验验证之后,探索了换热器的散热性能与流道分级数的作用关系;结果显示,采用4级结构内流道的散热器散热性能最好,温度均匀性最佳,但其内流道的最高温度仍低于热流体的入口温度22 K,这表明了在仿真分析中同时考虑空气、热流体及散热器三者耦合作用的必要性.

航空发动机面式空气滑油散热器的性能分析

为了改进航空发动机在地面停机、起飞滑跑等工况下散热能力差的问题,利用发动机进气道作为传热表面设计了一款面式空气-滑油散热器,并基于4分块、7分块、直平面代替弧面等分区模拟的方法开展了其传热特性研究及分块模拟的等效性分析.研究结果表明:采用4分块、7分块以及直平面代替弧面等条件下散热器和滑油温度分布及变化趋势都基本相似,且温度差都在1 K以内,通过滑油侧与空气侧计算出的单元散热器散热量偏差也都在5%以内;采用分区模拟进行大型面式散热器的散热特性分析以及采用“以直代曲”等方法模拟弧长与直径比在0.203以下的弧面具有可行性和可靠性.

低合金耐磨钢的热处理工艺及力学性能

采用DIL805淬火膨胀仪测定低合金耐磨钢的CCT曲线,研究其连续冷却过程中的相变规律,并采用OM对不同冷速下的试样进行显微组织观察。此外,采用淬火+回火工艺、淬火+深冷处理+回火工艺对低合金耐磨钢进行热处理,利用SEM表征和拉伸、冲击试验对试样进行分析,研究深冷处理对低合金耐磨钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢的马氏体临界冷速为5℃/s,增加深冷处理使低合金耐磨钢的抗拉强度和屈服强度分别提高136.5 MPa和141.5 MPa,塑性保持不变,但冲击性能略有下降。深冷处理提高低合金耐磨钢强塑性的主要作用机理为促进马氏体板条细化。

深冷处理对7050铝合金尺寸稳定性及断裂韧性的影响

研究了不同深冷处理工艺对7050铝合金尺寸稳定性和断裂韧性的影响。采用圆环开口方法对尺寸稳定性进行评价,对比了不同深冷处理工艺对尺寸稳定性的改善效果,从材料析出的角度分析了提高尺寸稳定性的深冷处理机理,并对微观组织的变化进行了分析。通过研究探索出了7050铝合金的最佳深冷处理工艺为-150℃×24 h,2次,尺寸稳定性提高了77. 9%,同时断裂韧性提高13. 42%。