铸件凝固潜热的处理方法与应用研究

通过温度回升法与等效热容法的结合,提出了一种能够处理铸件凝固潜热释放问题的方法,它可适用于任意结晶温度区间,且计算效率很高。以生产厂铸件为研究对象,将此处理方法应用于预测铸件凝固时的温度分布,结果表明,计算值与实测值相符。

高碳高铬钢/含铬灰铸铁离心复合界面的研究

通过正交设计实验优化得到了高碳高铬钢、含铬灰铸铁的最优成分;采用卧式悬臂离心实验机对高碳高铬钢/含铬灰铸铁进行离心复合·在复合成功的基础上,利用金相显微镜对不同实验条件下的复合界面进行了对比、分析·结果表明:经离心复合铸造,高碳高铬钢/含铬灰铸铁复合界面为结合紧密的复合层;复合试样经1080℃保温1h,水淬+500℃回火1h处理后,复合界面碳化物扩散更充分,但对复合界面宽度没有影响;浇注温度提高,复合界面宽度增加,当高碳高铬钢液浇注温度由1460℃提高到1480℃时,复合界面宽度增加了100μm·

硼含量对超高锰钢组织和性能的影响

在超高锰钢中加入不同含量的硼(0.0015%～0.0060%),随着硼含量的增加,在热处理后金相组织中晶界碳化物相应减少,晶内碳化物以粒状和团块状分布;硬度在213～221 HB变化;冲击韧性先升高后降低,最高值为αk=191J/cm2,最低值为αk=165J/cm2。在低冲击应力磨料磨损条件下,随硼含量的增加磨损表面形貌SEM照片切痕变浅,凿坑减少。结果表明,超高锰钢中加入0.003%左右的硼,其综合性能较好。

新型气膜约束成形铝合金连续铸锭的研究

设计了一种新型气膜约束铝合金连铸结晶器,在结晶器与初凝壳之间可以形成气膜。设计思想是减少结晶器内的横向散热,形成连铸坯近似单向散热的条件,降低结晶器内的液穴深度,缩短初凝壳长度,从而减少或消除铝合金连铸坯内部缺陷,提高铝合金连铸坯内外品质。对新型结晶器与传统结晶器进行了传热数值模拟,证明凝固温度场发生很大变化。利用新型结晶器对7075铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定平衡的条件下,连铸坯表面光滑。探讨了拉速、气体流量和气体压力的关系及其对连铸坯品质的影响,在液面高度稳定时,控制气体流量可以控制气膜的稳定性。

硅锶复合孕育对含硼灰铸铁组织和性能的影响

用不同配比Si Sr与Si Fe复合孕育剂对含硼灰铸铁孕育处理,研究了Si Sr复合孕育剂对其金相组织、力学性能及冶金质量指标的影响。结果表明:随Si Sr孕育剂量的增加,含硼灰铸铁的抗拉强度、硬度随之递增。在Si Sr含量为0 12%时抗拉强度达到峰值,σb=325MPa;在Si Sr含量为0 18%时硬度达到峰值,HB=273。此时,石墨主要为A型分布,共晶团细化,硼碳化物呈小块状,均匀分布在珠光体上,珠光体>95%。当Si Sr含量为0 12%时,含硼灰铸铁的成熟度RG=1 13,品质系数Qi=1 10,各项冶金质量指标达到最优。

硅钡复合孕育剂对含硼灰铸铁组织与性能的影响

以含硼生铁配置的硼灰铸铁为对象,研究了不同质量分数的SiBa复合孕育剂对其硼元素烧损率、金相显微组织和力学性能的影响·实验结果表明:随SiBa孕育剂质量分数的增加,B的烧损率逐渐降低,由25%降至8%;而抗拉强度、硬度却随之递增,SiBa质量分数为48%时出现峰值,抗拉强度σb为282MPa,硬度为228HBS·此时,组织中石墨形态呈现A型分布,共晶团得到细化,数量由390个/cm2增加到780个/cm2;与其他几组试验结果相比,硼碳化物呈小块状且均匀分布在珠光体上·经过与标准图谱对比知,珠光体体积分数大于95%·

水韧处理对含硼高锰钢组织和性能的影响

在1020～1140℃温度范围内,随水韧处理温度的升高,保温时间越长晶粒越粗大;硬度变化范围HBS212～216,而冲击韧性随着温度的升高而增加,达到最大值后随温度升高而降低;在1110℃时,试样HBS215,αK=179J/cm2,且试样金相组织中奥氏体已转变完全,晶粒度达到5～6级。

Fe-11Mn-4Al-0.2C钢的应变硬化行为

采用淬火一回火的新工艺，使冷轧实验钢Fe-11Mn在700～800℃淬火后得到铁素体和奥氏体的双相组织．通过拉伸实验可得实验钢抗拉强度达到920～1150MPa，延伸率达到35％～65％．通过XRD对试样拉伸变形前后的组织进行了分析，表明实验钢在拉伸过程中发生了TRIP效应．通过分析冷轧实验钢拉伸过程中的应变硬化行为，证明了合适的铁素体数量和奥氏体晶粒尺寸使奥氏体发生TRIP效应的时机最佳，从而得到优良的力学性能．

高压变熔点过冷大体积近快速凝固

依据压力可以改变某些金属的熔点的原理，设计了高压大体积凝固工艺，对液态金属施加高压，提高熔点，其凝固过程不依赖于散热速度，而只取决于加压速度，从而实现大体积的近快速凝固．对高压凝固过程的相关参数进行了数值模拟，并对过共晶ＡｌＳｉ合金的高压凝固组织进行了初步探讨．

铬对含硼高锰钢组织和性能的影响

在含硼高锰钢中加入不同含量的铬(0～3.0%),随着铬含量的增加,铸态组织中碳化物数量增多,形态变小;经1 110℃水韧处理后,未溶和析出碳化物增多,硬度随之升高,在HBS 225～266之间变化,同时冲击韧性下降,最高值kα=228.2 J/cm2,最低值kα=104.1 J/cm2。在低冲击应力磨料磨损条件下,磨损表面形貌SEM照片显示由犁沟状转变为以碾压痕和沟槽为主,并有少量断续不规则的犁沟。含硼高锰钢中加入2%左右的铬,综合性能较好。

关于液态金属电磁净化的探讨

详细论述了目前广泛研究的液态金属电磁净化技术 ,对各种分离方法的电磁力作用原理、影响因素、应用的局限性进行了深入分析 .并就目前研究中存在的问题、应用必须解决的关键问题和今后的研究方向提出了自己的见解 .

铬对含硼高锰钢铸造性能的影响

利用螺旋试样和ZQS-2000型双试棒合金热裂线收缩仪分别测定了不同铬含量(0%～3.0%)含硼高锰钢的流动性和线收缩率。结果表明,随着铬含量的增加,试样的流动性显著降低,对线收缩的影响不大。试样的流动性长度由483mm变为228mm,其长度值降低52.8%;线收缩率在2.510%～2.269%之间变化,下降了0.24%。含硼高锰钢的一次结晶组织,随着铬含量的增高,枝晶间距增大,晶粒变大。

热处理对KmTBCr15Mo/ZG230-450复合铸件组织和性能的影响

采用淬火+回火热处理工艺研究了KmTBCr15Mo/ZG230 450的组织和性能。得出了最佳淬火温度为960℃,回火温度为200～260℃;此时,HRC≥62 5。复合界面结合牢固,过渡结合层为40μm,复合界面影响层厚度为200μm。

热处理对高碳高铬钢/灰铸铁离心复合铸件组织和性能的影响

选用20#机油、水为介质,高碳高铬钢/灰铸铁离心复合铸件的最佳热处理工艺为1020℃淬火+500℃回火。此时硬度分别为HSD油=85 1,HSD水=84 1;高碳高铬钢组织为回火马氏体,碳化物及少量奥氏体;灰铸铁组织为回火索氏体。热处理对复合界面宽度没有明显的影响,其宽度经测定为400μm。

含硼超高锰钢的韧脆转变温度的研究

采用系列冲击法测定了含硼超高锰钢在20～-80℃的冲击韧性。根据脆性转变温度曲线和断口形貌,确定其韧脆转变温度为-70℃,并分析了影响韧脆转变温度的因素。

利用温度场数值模拟技术优化磨球铸造工艺

利用温度场数值模拟软件对金属型耐磨铸球的凝固过程进行了数值计算。在对铸球凝固过程温度分布规律进行研究的基础上 ,通过改进铸造工艺 ,消除了耐磨铸球的缩孔缺陷 ,提高了产品质量 ,为耐磨铸球机械化生产线的设计提供了合理的工艺参数。

旋转连铸结晶器内钢液流动行为的水模型实验

采用水模型试验 ,研究了旋转连铸环行结晶器内钢液流动行为·通过改变参数 (流量、结晶器转速、水口浸入深度 ) ,考察其对流场以及卷渣倾向的影响·参数改变 ,流场变化规律的总趋势并无明显改变 ,只是流股的最大喷射距离、到达结晶器外壁附近的速度及回流区的位置和液面附近的速度发生变化·研究结果表明 :流场中的速度分布受流量、结晶器转速。

含硼合金化高锰钢鄂板的应用研究

研究了合金化高锰钢鄂板材料的组织、力学性能,分析了其耐磨性,结果表明含硼合金化高锰钢鄂板.寿命较原来的普通高锰钢提高了2.3倍;合金元素B,Cr,RE改善了高锰钢的组织和性能,是颚式破碎机鄂板寿命提高的主要原因;合金化高锰钢的韧脆转变温度为-20℃.

利用Matlab软件可视化铸件三维温度场

介绍了在 Matlab中开发铸件三维温度场计算结果显示的后处理程序 ,用 2 56种颜色的调色板彩色模拟铸件任意部位的温度场分布 ,并可实现后处理图形色彩平滑过渡 ,为准确逼真地模拟铸件凝固过程奠定基础 .另外还从可视化的角度研究了铸件凝固过程温度场的显示方法 。

温度场数值模拟在低铬硼铸球工艺中的应用

利用温度场数值模拟对低铬硼铸球的凝固过程进行了计算·在研究铸球凝固过程温度分布规律的基础上 ,改进了铸造工艺 ,消除了缩孔等缺陷·经落球冲击疲劳寿命试验机测定 ,直径 12 7铸球落球次数 >80 0 0次·