初探青铜器的补铸与套铸工艺

二里头遗址出土了成型的鼎、斝、爵等青铜器,说明此时的青铜范铸技术已经基本成熟。与此同时,为修补铸造缺陷,在一些青铜器上使用了补铸技术。通过对西周銮铃和马衔的范铸模拟铸造实验,发现随着范铸工艺的成熟,为了解决器身与附件的装配问题,衍生了分铸、套铸技术,都应源于补铸工艺。

不同铸轧工艺参数对铸轧辊套温度场影响规律的研究

依据建立的包括铸轧辊套在内的铝双辊铸轧的整体耦合数学模型对铸轧辊套温度场进行了模拟计算,研究了不同的铸轧速度、带坯厚度、内冷强度、铸轧区长度对铸轧辊套温度场的影响规律。结果表明:铸轧辊辊套外表面任意一点的温度随着铸轧辊的转动发生周期性变化;铸轧速度增加,铸轧辊套外表面温度提高;内冷强度增加,铸轧辊套温度场将降低;铸轧区长度增加,铸轧辊套温度场峰值降低。

不同铸轧条件下铸轧辊套热应力分析

依据建立的包括铸轧辊套在内的铝双辊铸轧的整体耦合数学模型,对铸轧辊套的热应力场进行了模拟计算;研究了在不同的铸轧工艺参数包括铸轧速度、带坯厚度、内冷强度、铸轧区长度的变化对铸轧辊套热应力的影响规律。结果表明:铸轧辊辊套内外表面热应力相差很大,且外表面受到拉压交变热应力的作用;铸轧速度提高,应力幅度减小;水冷强度增加,应力幅度增大;铸轧区长度增大,应力幅度减小。这就为优化铸轧工艺参数提供了依据。

铝液对铸轧辊辊套表面裂纹形成及扩展的影响

用OM、SEM及能谱仪对辊套表面裂纹和试件断口形貌进行了观察,并采用X-ray衍射仪对裂纹中铝的化合物进行了分析。结果表明,辊套表面裂纹起源于机械加工产生的微缺陷,表面裂纹方向与切削痕迹方向相同;而铝液是从表面裂纹形核处沿开裂面挤入裂缝中;在裂纹尖端没有发现铁铝化合物;高温铝液对辊套表面裂纹形成及扩展影响不大。

考虑材料非线性双辊铸轧辊套流热固耦合温度场研究

基于Procast连铸模块材料数据库,提取低碳钢物性参数随铸轧温度不断变化的散点数据进行非线性曲线拟合,并在此基础上考虑铸轧辊旋转、冷却系统、浸入式铸嘴、侧封板传热等影响,建立了辊套、熔池与冷却系统整体三维流热固耦合有限元模型并进行瞬态仿真,得出了双辊铸轧辊套整体温度分布情况及内、外表面的温度变化规律。结果表明,根据前处理方式得到的温度场更加贴合双辊铸轧实际生产情况,为辊套的设计和优化铸轧工艺参数具有一定的参考价值。

铸轧温度和辊套厚度对辊套应力场的影响

针对铸轧辊套在复杂工况下承受较大的耦合应力时容易产生疲劳磨损和表面开裂问题,应用AN-SYS软件建立了铸轧辊辊套二维模型,得到了辊套的温度分布规律;通过间接法将热分析结果导入结构模型中,得到了辊套在热应力、过盈装配应力和铸轧力共同作用下的应力分布规律,以及不同的铸轧温度和辊套厚度对辊套应力值大小的影响。结果表明:辊套厚度大于25mm和温度为500℃的工况对延长辊套寿命有利。

对不同条件下连续铸轧模型的辊套热分析

基于有限元分析软件Procast的连铸模块,建立了三维连续铸轧模型和数学传热模型。模拟实现了板带的连续生长,同时模拟了不同拉速和不同辊套材料条件下低碳钢双辊铸轧过程中辊套的热分布情况,揭示了不同拉速和不同辊套材质下,低碳钢在铸轧过程中辊套的温度场变化规律,基于这些规律提出一些提高辊套的寿命措施。

铸轧辊套表面龟裂问题初探

本文从应力分析,铝液对辊套表面的渗透、腐蚀,热处理原则,轧辊结构修正等方面论述了铸轧辊套的龟裂问题。并提出了捉高使用寿命的方法和建议。

铝带坯铸轧机铸轧辊套材料及热处理

叙述了铝带坯铸轧机用铸轧辊套要求的机械性能和物理性能；讨论了化学成分，热处理工艺对铸轧辊套性能的影响；即对辊套使用寿命的影响；说明了材料组织为细小的回火索氏作是最佳组织．

32Cr3Mo1V连铸圆坯锻造辊套工艺的研究

32Cr3Mo1V钢作为一种较好的抗热疲劳裂纹的辊套专用钢,长期以来都是用模铸钢锭进行锻造加工。永钢首次采用连铸代替模铸,为更好服务下游客户,通过摸索形成一套完整的适合用户的连铸圆坯锻造工艺,使产品的显微组织、力学性能、探伤等指标满足要求,并且使用寿命达到模铸锻造的辊套。

铝板铸轧辊套表面热疲劳开裂及防止措施研究

针对铝板铸轧工业中最常用的32Cr3Mo1V辊套材料,在实验室采用自制热疲劳试验机模拟热疲劳裂纹的产生和扩展过程。结果表明,热疲劳过程中所形成的高硬度、脆性氧化物在热循环应力作用下断裂(即氧化-应力开裂)是热疲劳裂纹产生和扩展的最主要原因;并根据这一结果,设计了采用激光合金化方法在辊套表面形成高铬固溶体合金层的方法,制作的合金层能够延缓、阻滞热疲劳裂纹的产生和扩展;并系统分析了合金层的成分、组织、硬度及其热疲劳性能。

铝铸轧辊套的热疲劳及材料合理选择

简明扼要地分析了铝铸轧辊辊套内外表面的温度变化及辊套内热应力的形成及其变化规律,着重论述了辊套表面热裂纹的形成与扩展,提出了修正辊套表面热裂纹的措施及合理选择抗热疲劳辊套材料的要求,认为32Cr3Mo1V钢是一种较好的抗热疲劳裂纹的辊套专用材料。

32Cr3Mo1V钢铸轧辊套的生产试制

阐述了铸轧辊套锻件用钢32Cr3Mo1V的技术条件和生产试制工艺路线,最终试制出满足用户要求的铸轧辊套锻件用钢。

蒙乃尔合金铸铜水套工业化实验关键技术研究

介绍了蒙乃尔合金铸铜水套工业化实验工艺流程,分析了工艺流程中的难点及问题,通过研究煨制异形蒙乃尔管和非真空条件下纯铜熔炼工艺,设计合理的水套合箱浇铸方案,成功开发的铜基蒙乃尔管合金水套,水套无间隙度96.24%符合要求。经客户试用后,使用寿命可达7个月。能有效延长我国有色、黑色冶金冶炼炉的寿命,提高产量,并同时提升我国铜深加工产业生产规模与技术水平。

铸轧辊表面裂纹的萌生及扩展机理

对某厂生产中实际使用的铝板铸轧辊辊套进行解剖,采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等对表面裂纹和试件断口形貌进行观察。采用X射线衍射仪对裂纹中铝的化合物属性进行测量,分析铝液对铸轧辊辊套表面裂纹形成及扩展的影响;采用金相显微镜对辊套表面及内部金属组织进行对比观察,分析高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织性能的影响。结果表明:辊套表面裂纹起源于机械加工产生的微缺陷,铝液对铸轧辊表面腐蚀作用很小,但是渗入到裂纹中的铝液凝固氧化后,相当于在辊套表面金属中嵌入高硬度的杂质,在轧制过程中复杂应力作用下将加快裂纹的扩展速度;高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织的影响不大。

32Cr3Mo1V表面激光合金化层热疲劳性能的研究

采用万瓦横流CO2激光器在32Cr3Mo1V基体表面合金化Cr粉及Co基粉,获得富含Cr和Co的合金层,并对合金层的成分、组织、硬度及热疲劳性能进行了分析.结果表明:合金层与基体形成完全的冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹及孔隙夹杂等缺陷,添加的合金元素Cr与基体形成了富含18.7%Cr的Fe-Cr固溶体,Co合金与基体形成了富含合金元素超过63%的Fe-Cr固溶体和不锈钢相;Co和Cr激光合金化层均能延缓、阻滞疲劳裂纹的产生,并且能降低裂纹扩展的速度,裂纹密度从基体的28.9%分别降为合金化Cr层的12.4%和Co层的9.4%.虽然激光Co层本身具有更小的热疲劳裂纹倾向,但在激光合金化层附近的基体上会发生疲劳裂纹严重聚集,这将大幅度降低整体结构的抗热疲劳性能;热疲劳的机理为氧化-应力开裂,即热疲劳过程中所形成的高硬度脆性氧化物在热应力的作用下断裂.

双辊下注式连续铸轧铝板

在毛主席的革命路线指引下,本着“独立自主、自力更生”的方针,“走自己工业发展道路”,建立和发展起了我国自己的铝加工工业。随着我国社会主义革命和建设事业的蓬勃发展,对铝加工工业提出了更高、更新的要求。

激光扫描加热铸轧辊套材料热疲劳性能测试

以Nd…YAG连续激光为热源,激光扫描加热铸轧辊套材料32Cr3Mo1V表面,接触冷却样品背面,进行了热疲劳性能测试。用集总参数法测量了不同表面粗糙度和氧化状态下材料的激光吸收率,并数值计算模拟了样品表面的温度循环和压应力状态。结果显示,热循环1000周次后,在样品表面烧蚀坑和粗大磨痕处均出现裂纹。10002000周次热循环范围内,裂纹长度与热循环次数呈线性关系。由于测试中忽略了铝铸轧过程中辊套承受的机械应力和铝液对辊套的作用,测得的辊套裂纹扩展速率为实际值的一半。

32Cr3Mo1V钢表面激光离散Cr合金化的热疲劳性能

为了研究增强32Cr3Mo1V铸轧辊套材料的热疲劳性能的方法,使用连续Nd:YAG激光制备表面离散Cr合金化试样。使用激光扫描加热模拟实际辊套的表面温度和分布,测试试样的热疲劳性能。通过对试样的准原位观察,发现疲劳裂纹在氧化膜点蚀处萌生并扩展。通过SEM观察和EDAX分析,发现在热循环300周次时,基体中的Cr元素已经耗尽,形成疲劳裂纹,而合金化区和热影响区的组织保持完整。合金化区中Cr含量达到10.41%,含氧量仅为基体的2.8%;热影响区的Cr元素含量为3.41%,含氧量为基体的7.2%。结合金属高温氧化理论和材料疲劳理论分析,认为高Cr含量在试样表面形成薄且致密的氧化膜,抑制氧化膜的点蚀现象,避免裂纹的萌生;而热影响区中显微组织的高Cr含量和残余压应力结合阻滞疲劳裂纹的扩展,使裂纹扩展速率降低近一个量级。