激光冲击和深冷处理对7050铝合金残余应力和力学性能的影响

研究了不同激光冲击处理后进行深冷处理以及补充低温回火处理对7050铝合金残余应力和力学性能的影响及其规律。结果表明,激光冲击能够显著提高7050铝合金的表面压应力至-260 MPa,而增加深冷-低温回火处理后表面压应力减小约23%。但合理调整激光冲击工艺参数,能够有效弥补深冷-补充低温回火处理对表面压应力的降低,其中,当激光冲击次数为3次时,增加深冷-补充低温回火后表面压应力可达-230 MPa。此外,与单一激光冲击处理相比,激光冲击-深冷-补充低温回火处理后铝合金基体、表面之间的硬度得到均匀化。深冷处理能够促使激光冲击后铝合金试样表面变形加剧,同时晶粒得到进一步细化并且亚晶界增多,使7050铝合金的强度提高。

深冷处理技术对YG20硬质合金耐磨性的影响

研究了不同深冷处理工艺对YG20硬质合金耐磨性的影响,同时,对磨损形貌和微观组织进行了分析。结果表明,深冷处理能够显著提高YG20硬质合金的耐磨性,且深冷处理温度越低,耐磨性改善效果越好。深冷处理增强了粘结相Co与硬质相WC之间的结合力,有效降低YG20硬质合金表面的破损。深冷处理促使WC颗粒表面产生致密的鱼鳞状形貌。

深冷处理对40CrNiMoA合金结构钢组织和性能的影响

对40CrNiMoA合金结构钢分别进行回火前和回火后的深冷处理,研究了深冷处理后钢的组织和性能变化,并与未深冷处理的进行对比。结果表明,回火前进行深冷处理的抗拉强度和屈服强度降低,而伸长率和断面收缩率明显提高,说明深冷处理能够提高材料的塑性;回火后深冷处理,钢的强度、塑性和韧性都得到提高,并且此时的微观组织更加均匀。因此,回火后进行深冷处理能够较为全面地改善40CrNiMoA的综合性能。

深冷处理对38CrMoAlA尺寸稳定性及硬度的影响

研究了不同处理工艺对38CrMoAlA尺寸稳定性及硬度的影响,同时对微观组织的变化进行了分析。结果表明,淬火并回火后和氮化后分别增加深冷处理能够显著提高38CrMoAlA的尺寸稳定性,而在淬火后回火前和氮化后分别增加深冷处理对硬度的改善较为明显。氮化处理后再次进行深冷处理均能进一步提高尺寸稳定性和硬度。深冷处理能够使得马氏体基体上析出大量弥散分布的碳化物颗粒。

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。

带有氮气回收深冷处理设备的设计

对深冷处理技术及传统的深冷处理设备进行了简单总结,在此基础上提出了一种带有液氮回收的深冷处理设备。采用翅片管式换热器作为该深冷设备的中间换热设备,液氮通过换热器管侧进行热交换,翅片侧通过风机提供一定流速的气流进行强制对流换热,利用热交换后的气流控制设备的温度,热交换后的氮气流出换热器进行回收利用。根据使用要求对换热器进行了设计计算,确定了换热器的结构及尺寸大小。采用经验公式对该换热器的压降进行了计算,对比了该设备与传统深冷设备的效率和经济性。

深冷技术工艺及设备的最新进展

介绍了中国科学院理化技术研究所(以下简称理化所)在深冷处理技术工艺方面的一些新的探索,及其在不同领域的一些新应用,深冷处理已经逐渐从黑色金属领域进入有色金属领域,同时在非金属材料的改性方面也有所尝试;深冷处理的功能从提高硬度、耐磨性、寿命扩展到提高尺寸稳定性等。还介绍了该所研发的深冷处理设备在节能降耗等方面的改进,包括氮气回收功能、冷量回收功能及变频功能等。

高端装备制造核心部件及材料的深冷处理改性技术分析

制造业是国民经济的主体，高端装备制造业的发展水平是一个国家综合国力的体现。新中国成立尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支撑我国作为世界大国的地位。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显。

一种提高尺寸稳定性的新工艺——深冷处理

介绍了通过深冷处理提高金属材料尺寸稳定性的方法,对GCr15、38CrMoAl钢、铝合金2A11以及球墨铸铁进行了试验研究,对比了尺寸稳定性改善效果,分析了材料深冷处理提高尺寸稳定性的机理,其中残留奥氏体转变和残余应力的释放是提高尺寸稳定性的主要机理。

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。

食品液氮速冻技术研究进展

液氮速冻技术能使食品快速穿过冰晶区实现食品的玻璃化或部分玻璃化,提高速冻食品的品质,在食品冷链中广泛应用。本文概括了食品液氮速冻技术的基本原理和经典传热模型,对比了液氮浸渍冻结、冷气循环冻结和喷淋冻结等速冻方式的特点,总结了速冻食品品质评价的研究进展和液氮速冻技术在食品加工中的应用范围,并展望了液氮速冻技术未来的研究方向。

深冷处理对1Cr18Ni9Ti不锈钢餐具耐腐蚀性的影响

研究了深冷处理对1Cr18Ni9Ti不锈钢餐具耐腐蚀性的影响,采用SLX程序控制深冷箱进行深冷处理,并对处理前后的餐具采用YWX/Q-150盐雾腐蚀试验箱进行了长达8天的盐雾腐蚀实验。实验完成后观察不锈钢餐具表面的生锈情况。结果表明深冷处理后的刀、叉生锈情况明显少于未深冷处理的,因此,深冷处理能够有效改善1Cr18Ni9Ti不锈钢餐具的耐腐蚀性。

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20CrMnTi钢尺寸稳定性及硬度的影响

研究了不同处理工艺对20Cr Mn Ti钢尺寸稳定性及硬度的影响,同时对微观组织的变化进行了分析。结果表明,渗碳+深冷+淬火+深冷+回火处理能够显著提高20Cr Mn Ti钢的尺寸稳定性,同时能够提高硬度。渗碳后的深冷处理对于尺寸稳定性的改善作用较大,深冷处理能够使部分残留奥氏体转变为马氏体,并在马氏体基体上析出超细碳化物颗粒。

深冷处理最低温度对9%Ni钢力学性能及逆转奥氏体含量的影响（英文）

通过实验研究了深冷处理过程中的最低处理温度对9%Ni钢力学性能和逆转奥氏体含量的影响。采用了不同的深冷处理温度和保温时间,并与9%Ni钢新发展起来的热处理工艺淬火、亚稳淬火、回火(QLT)相结合。结果表明,-80和-110℃的冷处理对9%Ni钢的力学性能和逆转奥氏体含量没有明显影响。然而,-140℃保温24 h的深冷处理能够提高9%Ni钢的冲击韧性,其机理主要在于深冷处理使得块状的逆转奥氏体转变为条状。此外,-140℃深冷处理通过等温马氏体转变使得逆转奥氏体的含量减少。-196℃保温24 h深冷处理增加了逆转奥氏体的含量,同时细化了二次马氏体板条组织,从而使得9%Ni钢的室温和低温冲击韧性均得到提高。其机理主要是由于深冷-196℃深冷处理促使了超细碳化物的析出,同时增加了组织内应力,从而为逆转奥氏体在回火过程中的形核提供了更多了形核位置。

深冷处理对紫铜性能和显微组织的影响

研究深冷处理对铸铜电机转子材料紫铜的影响,利用拉伸试验、X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)以及扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,对比分析深冷处理前后紫铜的力学性能、金相显微组织、拉伸断口显微组织和导电性能。结果表明:经过深冷处理后,紫铜的抗拉强度(σb)从142 MPa上升到182 MPa,断后伸长率从8%上升到17%,断面收缩率从12%上升到26%,紫铜的强度和塑性都有明显提高;拉伸试样的韧性断口的韧窝尺寸明显增大,韧窝变深;XRD主要衍射峰出现宽化,金相分析显示晶粒显著细化,晶界明显增多,晶界面积增大;导电率有3%的提高,从5.42×10-7S·m-1提高到5.58×10-7S·m-1。

深冷处理对GCr15钢尺寸稳定性的影响

研究了普通热处理、回火前深冷处理、回火后深冷处理对GCr15钢的硬度、尺寸稳定性和显微组织的影响。结果表明,经深冷处理工艺后,GCr15钢组织内的板条马氏体发生了相互穿插,并在马氏体板条内析出了细小、弥散分布的碳化物颗粒。回火前经深冷处理,试验钢的硬度值最高,残留奥氏体最少,圆环开口的尺寸变化率最小,尺寸稳定性最高。

0.2 W@20.6K单级高频脉冲管制冷机研究

本文介绍一台单级高频脉冲管制冷机的实验结果,研究了充气压力、运行频率、热端温度及冷头朝向等参数对制冷机性能的影响。该制冷机采用多路旁通方案、同轴结构,联合采用双向进气和惯性管气库进行调相。长颈管穿过压缩机内部后密封在气库里,气库、压缩机与脉冲管耦合成一体,结构紧凑。在充气压力1.7 MPa,输入电功260 W时,能够在20.6 K获得0.2 W,在24.1 K获得0.5 W的制冷量;在268 W输入电功,38 Hz运行频率条件F,无负荷最低温度18.6K是单级高频脉冲管制冷机在国际上首次获得的最低温度。