电场对Cu-Al合金活度及液态淬火组织的影响

通过对Cu 5Al合金施加直流、交流和脉冲电场,发现Cu液中溶质Al的活度系数随电场强度的增加,其趋势不同程度地减小。为研究溶质Al活度减小的原因,对合金在熔融状态下进行淬火。淬火后的金相组织观察表明,电场作用下溶质在合金溶液中沿某一个方向聚集,这为揭示活度的本质及活度在电场下变化的原因提供了可靠的证据,同时从另一个角度证明了液态金属中存在短程有序。

液态淬火介质的两个共性的缺点及对策

适用范围有限和工件淬火变形大是液态淬火剂的两个带有共性的缺点,提出了克服第一个缺点即扩大液态淬火剂的应用范围的8种技术措施,指出,工件的淬火变形量除淬火介质的冷却速度外,还与其特性温度有关,应选用特性温度稳定的介质淬火。

液态介质中淬火冷却的四阶段理论

一般认为,在液态介质中淬火冷却,工件的散热方式分为三个阶段:蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段。但是,在试验研究中发现了几种三阶段划分不能解释的现象。通过研究这些现象,提出了一个新的阶段:中间阶段。中间阶段位于蒸汽膜阶段与沸腾阶段之间。中间阶段的特点是具有等效厚度的表面上同时存在蒸汽膜冷却区和沸腾冷却区。提供了四阶段划分对应的冷却过程曲线和冷却速度曲线。讨论了中间阶段的特性。

电场作用下二元液态合金中溶质活度变化理论模型

通过对Cu-0.2％Al合金施加直流、交流和脉冲电场发现,Cu液中溶质Al的活度系数随电场强度的增加,呈不同程度的减小趋势.为了进一步研究溶质Al的活度减小的原因,对Al-5％Cu合金在熔融状态下进行了液态淬火.通过淬火后的金相组织观察发现,电场作用下液态金属的结构发生了明显的变化,溶质在合金溶液中的分布发生了沿某一个方向聚集的现象.从而揭示了电场作用下二元系合金中溶质活度变化的本质,并在此基础上建立了电场作用下二元系合金中溶质活度变化的理论模型.

淬火冷却中工件的正放与斜放(一)

摄像记录了多种试样以正放和不同的斜放方式在油中淬火的冷却过程。研究对比了不同放置方式下试样冷却的快慢和冷却的均匀性。结果表明,和试样正放相比,试样斜放冷却得既快而又均匀。冷却过程中,在水平向下的表面上观测到倒立的气体堆。倒立气体堆的存在极大地减慢了所在表面的冷却速度,在工件上造成了很大的温度差。推测了倒立气体堆的形成机理和演变过程。提出了防止出现倒立气体堆的方法。蒸汽膜内气体的流动规律和中间阶段特性是引起上述现象和差异的原因。它们对试样淬火冷却效果的影响可归结成两类:一是在工件上造成了显著的相对厚度差,二是使形状对称的工件得不到具有相似对称关系的冷却效果。

新型超高强结构材料

液淬非晶铝基Ａｌ－Ｌｎ－Ｍ系合金（Ｌｎ为稀土元素，Ｍ为过渡元素）不但塑性好而且还具有９８０ＭＰａ以上的拉伸断裂强度。最新研究表明，该系非晶铝基合金的拉伸断裂强度高达１５６０ＭＰａ。本文综述超高强非晶铝基合金的开发历程，成分组成，制备工艺，晶化温度和力学性能，拟为国内研究开发这类新型结构材料提供线索。

交界线借用挑战有效厚度观念

运用液态淬火介质中冷却的四阶段理论分析得出:在工件淬火冷却过程中,交界线借用应当是非常普遍的现象。工件上较厚大部分可以借用相邻部分已有的交界线,直接由蒸汽膜阶段进入中间阶段的交界线扩展期。由于省略了超前扩展点的形成期,交界线借用可以明显增大工件获得的冷却速度。这与建立在三阶段理论基础上的有效厚度观念是相矛盾的。通过两组实验,分别演示了交界线借用能提早结束厚度更大试样的蒸汽膜阶段,以及能使更厚大试样获得更高的淬火硬度的现象。由此可以认为,交界线借用动摇了传统的有效厚度观念。

超前扩展点的诱导

用人为的方法,在表面温度高于T1时产生超前扩展点的做法叫做超前扩展点的诱导。用液态介质中冷却的四阶段理论分析指出:通过诱导产生超前扩展点可以克服自然超前扩展点的随机性,可以提高工件获得的冷却速度,还可以减小工件上的冷却速度差异。提出了两种诱导超前扩展点的方法:诱导锥法和冲液法。用实际的诱导试验演示了这两种方法的诱导效果。超前扩展点的诱导将成为精细淬火冷却技术中的一项基本方法。

隔离堤法的提出与实验验证

交界线借用和交界线扩展是工件在液态介质中淬火冷却时经常发生的事情。为防止交界线的扩展和借用,提出了隔离堤法。为证实隔离堤的作用,做了6个不同的验证试验。试验证明了隔离堤具有防止交界线扩展的作用,而隔离堤本身却不会诱导超前扩展点。分析了隔离堤防止交界线扩展的作用机理。最后展望了隔离堤法在精细淬火冷却技术中的作用。

吊重法测蒸汽膜厚度(一)

经过分析对比,提出了用蒸汽膜对试样的上浮力计算蒸汽膜厚度的蒸汽膜厚度测量法。确定了适合的试样。选用电子吊秤测量吊重。以匀速冷却液和60SN基础油作为冷却介质。试验中用两部摄像机分别记录了试样表面状况和吊重变化。用试验结果计算出试样温度在600℃附近时,在匀速冷却液中蒸汽膜厚度为0.2 mm,而在60SN基础油中蒸汽膜厚度为0.1 mm。试验结果验证了蒸汽膜随试样温度降低而减薄的变化规律。确定了蒸汽膜厚度,诱导锥的最低高度和隔离堤的最大缝隙也就确定了下来。用测算出的蒸汽膜厚度值解释了淬火介质的冷却特性曲线上油性介质在蒸汽膜阶段的冷却速度比水性介质的约大一倍的原因。

蒸汽膜内气体的流动规律(一)

为解释试验中出现的几个现象,研究了淬火冷却过程中蒸汽膜内气体的流动规律。结果发现,蒸汽膜内气体的流动情况因蒸汽膜所处表面的朝向不同而各不相同。确定了五类基本朝向,研究推测了这些基本朝向的蒸汽膜内气体流动规律。从工件上形成了蒸汽膜开始,到最后一片蒸汽膜消失为止,这些规律一直在试样不同朝向表面之间和各个表面之内形成并且不断增加温度差异。这项规律与先前提出的四阶段理论是相互独立的。它们可能是引起工件超差淬火变形的重要原因。

沸腾冷却区的宽度及其传达的信息

用摄像记录了液态介质中冷却时试样表面的冷却情况。试验发现,在液态介质中淬火时,试样表面的沸腾冷却是在呈带状的沸腾冷却区扫过的过程中完成的。这类沸腾冷却区通常多很窄,因此工件表面上任何部分经历沸腾冷却的时间都很短,靠沸腾冷却方式降低的温度都不多。淬火冷却中,从工件表面出现第一个超前扩展点开始,到蒸汽膜区完全消失为止的很长一段时间内,三种散热方式共同存在;其中,蒸汽膜冷却方式和与对流冷却方式对工件淬火冷却的贡献都比沸腾冷却的要大。

Simulation and experimental study of 7A09 aluminum alloy milling under double liquid quenching

To explore the influence of double liquid quenching on the cutting performance of the 7A09 aluminum alloy,quasi-static compression and dynamic impact tests were carried out on the 7A09 aluminum alloy after double liquid quenching using an MTS810.23 universal testing machine and split-Hopkinson pressure bar(SHPB).The experimental data were fitted to obtain the Johnson–Cook constitutive model parameters of the alloy.Simulations of the machining process were carried out using the Deform-3D finite element software.The results showed that the rheological stress increased with the increase in strain rate and the decrease in temperature.The increase in the cutting speed and feed caused the cutting temperature to rise sharply,whereas the influence of the cutting amount on the cutting temperature was weak.Because of the presence of chip nodules,there was extremum in the cutting force vs cutting speed curves.The increase in the feed and cutting depth increased the cutting area Ac,so the cutting force also increased.The simulation results were verified by experiments.The simulation predictions were in good agreement with the test values,and the cutting force and temperature variations with the cutting parameters were the same.Thus,the correctness of the 7A09 aluminum alloy finite element model was verified.

淬火冷却过程控制中的新认识与新技术

列举了行业内关于油与水性介质中淬火冷却方面的8种错误认识和错误做法。简单介绍了四阶段理论和蒸气膜内气体的流动规律及其对工件冷却快慢与冷却均匀性的影响。采用这些新知识开发出了10项可用于控制淬火冷却过程的新认识和新技术。它们是:1.交界线借用技术;2.超前扩展点的诱导技术;3.倒立气体堆;4.工件正放与斜放的不同冷却效果;5.阻止交界线扩展的隔离堤技术;6.表面冷却过程的5种图线表述方法;7.外形对称的工件得不到具有相似对称关系的淬火冷却效果;8.两种蒸气膜厚度测试方法和测试结果对比;9.淬火介质的冷却特性曲线不是探棒表面的冷却信息;10.应当向用户提供介质的冷却特性信息。

高导磁率含铜硅钢的制造方法

介绍了具有棱方织构和在10奥斯特下导磁率至少为1850G/Oe的硅钢的生产工艺,该工艺包括下列工序:最终冷轧前在760～1177℃温度下进行硅钢退火,在比静止空冷快的速度下把硅钢从低于927℃和高于393℃冷却到至少低达260℃,并用不快于静止空冷的速半把硅钢从最高退火温度冷却到低于927℃和高于399℃,然后用至少80％的压下量冷轧硅钢。