电脉冲磁场对FeMnSiCr合金铸态管接头形状记忆效应的影响

提出了用电脉冲磁场细化铁基形状记忆合金铸管凝固组织的新工艺,并对铸管的形状记忆效应进行对比研究。实验结果表明,适当频率的电脉冲磁场能够显著改善铁基形状记忆合金的凝固组织,提高其铸态管接头的形状记忆效应,并对其机理进行了初步分析。

工艺参数对铸态7075铝合金管旋压成形强度的影响

工艺参数对铸态7075铝合金管旋压成形强度的影响至关重要。本文以抗拉强度与屈服强度作为成形质量指标,系统地分析了压下量、预热温度、进给比和摩擦条件等工艺参数对铸筒旋压件强度的影响。结果表明:随着压下量的增加,管的抗拉强度与屈服强度增加;随着预热温度的上升或者进给比的增加,管的抗拉强度与屈服强度先增加后减少;随着摩擦系数的增加,管的抗拉强度与屈服强度先增加后减少,但变化不明显。

基于应力三轴度的铸态42CrMo钢高温拉伸断裂行为分析

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对不同缺口半径(0.5,1.0,2.0,4.0 mm)的铸态42CrMo钢缺口试样进行不同温度(1223,1273,1373 K)下的热拉伸试验,基于应力三轴度分析了其高温拉伸断裂行为。结果表明:较高拉伸温度下缺口试样的流变应力较小;随着缺口半径减小,缺口试样流变应力和峰值应力增加,断裂应变减小;当缺口半径为0.5,1.0 mm时,应力三轴度最大值向最小横截面圆心转移;当缺口半径为2.0,4.0 mm时,拉伸过程中最小横截面圆心处的应力三轴度始终最大;随着缺口半径增加,应力三轴度减小;温度由1223 K升至1373 K,试样断口组织平均晶粒尺寸增大;缺口半径由0.5 mm增加至4.0 mm,平均晶粒尺寸增大,微空洞且尺寸及面积分数增加。

水下搅拌摩擦加工对铸态镍铝青铜空蚀行为的影响

为了进一步提高铸态镍铝青铜抗空蚀性能,采用水下搅拌摩擦加工技术对其进行表面改性。观察并测试了加工前后材料的微观组织和力学性能,对比讨论了铸态和水下搅拌摩擦加工后镍铝青铜在蒸馏水和人工海水中的空蚀行为,分析了微观组织与空蚀机理的关系。研究结果表明,水下搅拌摩擦加工后,镍铝青铜组织细化,各相分布均匀,加工区中心平均显微硬度约为400 HV,是铸态样品的2倍。在2种介质空蚀试验中,水下搅拌摩擦加工镍铝青铜累计空蚀质量损失均较低,空蚀18 h后SFSP态NAB在蒸馏水和人工海水中的质量损失分别是2.55 mg和4.85 mg,约为铸态NAB质量损失的50%和44%,具有更好的抗空蚀性能。晶粒细化和小尺寸晶粒κ相弥散强化是提高铸态镍铝青铜的抗空蚀性能的主要原因。

铸态Udimet720Li合金热变形行为及热加工图研究

在变形温度为1 040~1 160℃、真应变速率为0.01~10 s^(-1)和变形量为60%条件下,对铸态Udimet720Li合金开展了热压缩实验.基于真应力-真应变数据,运用Arrhenius方程、动态材料模型理论和流变失稳判据理论建立了本构方程模型和热加工图,分析了合金热变形行为并结合微观组织验证了所建热加工图的准确性.结果表明:流变真应力对温度和真应变速率具有较强的敏感性,随着变形温度的升高和变形速率的减小流变真应力不断降低,温度越高,流变真应力达到稳态时对应的真应力和真应变越小,所建本构方程模型对合金流变真应力预测具有较高的准确性.当变形量为60%时,变形温度1 040~1 070℃和真应变速率5~10 s^(-1)范围内为合金变形失稳区,变形温度1 140~1 160℃、真应变速率0.01~0.20 s^(-1)范围内合金具有最优热加工性,该区功率耗散系数为0.32~0.40,合金可以获得晶粒细小的等轴匀晶组织.

铸态QT700-2偏心体铸件的研发

本文介绍铸态QT700-2偏心体铸件的研发过程。在铸造工艺方案上采用分层浇注,在铸件热节部位使用冷铁,并且结合保温冒口工艺,使铸件达到均衡凝固,消除铸件的缩松、缩孔缺陷;在熔炼过程通过合金化,使用低稀土球化剂,采用多次孕育处理,消除了碎块状石墨、细化了石墨晶粒、稳定了珠光体含量,生产的铸态偏心体的性能满足客户要求。

Cr元素纯度对GH4169合金铸态组织的影响

GH4169合金是目前航空发动机中用量最大的高温合金材料,随着发动机性能需求越来越高,对合金纯净度要求也越来越高。本文选用纯度不同的金属铬以及高纯铬冶炼GH4169合金,通过金相显微镜和扫描电镜表征铸态组织形貌以及采用能谱分析了元素分布,探究了铬的纯度对GH4169合金铸态组织的影响。发现铬元素纯度对枝晶形貌、元素分布的影响较小,但是对碳化物、Laves相的形貌存在明显的影响:高纯铬能减少析出相的数量和尺寸,有利于冶炼过程中元素的均匀分布。

γ’形成元素Ta和Ti含量对镍基高温合金铸态组织的影响

保持镍基高温合金中γ’相形成元素(Ta+Ti)总量3.12at%不变,采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、示差扫描量热测试和J MatPro软件对不同Ta/(Ta+Ti)合金的铸态组织进行了研究,分析了一次枝晶间距(λ_(1))、二次枝晶间距(λ_(2))、γ’相平均尺寸和体积分数及元素的偏析行为,探究了合金的固相线温度(TS)、液相线温度(TL)、γ’相固溶温度(Tγ’)及硬度的变化规律。结果表明,γ’相形貌随着Ta/(Ta+Ti)的提高由球形向立方状转变,λ_(1)、λ_(2)、γ’相平均尺寸及体积分数先增大后减小,枝晶间和枝晶干的γ’相尺寸差值减小。随着Ta/(Ta+Ti)的提高,W元素的偏析得到减轻,枝晶干和枝晶间的硬度及平均硬度增加。合金的凝固温度区间随着Ta/(Ta+Ti)的提高而减小,γ’相固溶温度随着Ta/(Ta+Ti)的提高而增大,使得γ’相的稳定性得到增强。

原始铸态组织对Cr13Ni4Mo钢逆变奥氏体形成的影响

采用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、电子背散射衍射研究了原始铸态组织对Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢回火过程中逆变奥氏体形成的影响。浇注厚度为40mm、60mm、80mm的阶梯形铸件,以获得凝固速度不同的原始等轴晶铸态组织,经正火+二次回火处理后,随铸件厚度的减小,组织中逆变奥氏体的含量增加,Cr13Ni4Mo钢的抗拉强度和伸长率均提高。采用定向凝固方法,改变下拉速度为1μm/s、5μm/s和50μm/s,以获得原始柱状晶铸态组织,结果发现随着下拉速度的提高,定向生长的柱状晶细化,逆变奥氏体的含量增多,Cr13Ni4Mo钢的抗拉强度和强塑积增大。Cr13Ni4Mo钢综合力学性能的提高源于细晶强化和逆变奥氏体TRIP效应的双重效果。

开箱时间对灰铸铁制动盘铸态组织的影响

研究了含有Cr、Mo、Cu元素的灰铸铁制动盘微观组织与开箱时间的关系,结果发现:开箱时间较短时,制动盘靠近冒口附近区域容易产生贝氏体、屈氏体、残余奥氏体及马氏体组织,从而使得局部硬度过高而不均匀,且车削指标不易控制;开箱时间大于一定时间时,基体组织在圆周方向上基本全部为珠光体组织,硬度分布均匀;最终确定能够稳定控制这种灰铸铁材料制动盘微观组织均匀稳定和硬度分布均匀的开箱时间不低于60 min。

铸态QT700-8重卡前接梁支架铸造工艺设计及生产实践

借助CAE软件对铸造工艺进行模拟优化,采用传统的粘土砂铸造工艺结合Si、Cu、Sn复合合金化成功生产了铸态QT700-8球墨铸铁重卡前接梁支架。使用光学显微镜(OM)及扫描电镜(SEM)等表征其显微组织和断口形貌。研究结果表明,基于CAE模拟结果对铸造工艺进行优化能减少样件调试次数,缩短铸件开发周期;采用静压造型线生产铸态QT700-8球墨铸铁件,其本体球化级别为1~2级,石墨大小6~7级,珠光体含量65%~70%,珠光体片间距约为0.33μm,力学性能满足要求。

铸态和挤压态AZ31镁合金摩擦学特性对比研究

镁合金作为最轻的工程结构材料被广泛应用于汽车、电子通讯和航天航空等领域,其摩擦学特性对结构件的服役寿命和可靠性意义重大。本文采用往复球-盘式摩擦磨损试验机,对铸态和挤压态AZ31镁合金在不同载荷条件下的摩擦磨损特性进行了测试。结果表明:随着载荷的增加,两种镁合金的摩擦系数和磨损体积相差越大。当载荷为8 N时,挤压态AZ31镁合金的摩擦系数和磨损体积相对于铸态AZ31镁合金分别降低了12.6%和42%。挤压态AZ31镁合金表现出良好的减摩抗磨性能,归因于高力学性能的支撑作用以及摩擦过程中形成细小磨屑在磨痕填充作用。

锰硅合金浇铸过程中冷却方式对铸态组织的影响

铸铁机浇注工艺冷却方式对锰硅合金的质和量产生不同影响,采用金相显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、显微硬度计等试验方法,分析了空冷、水冷和风冷加水冷混合三种冷却方式的优缺点。结果表明:锰硅合金的金相组织主要为Mn_(5)Si_(3)和MnSi两相,在空冷和风冷条件下组织紧凑,缩孔数量少且小,硬度大,质量较好,并且风冷可促使合金组织细化;在水冷条件下,缩孔现象较为严重,硬度低,质量较差。

EB态TA10钛合金高温变形行为及热加工图

以电子束冷床(EB)炉单次熔铸的TA10钛合金扁锭为研究对象,利用Gleeble−3800热模拟试验机开展高且宽应变速率范围(0.01~30 s^(−1))下的等温压缩试验,研究该合金在800~1000℃下变形60%时的高温力学行为及铸态组织演变特征,建立基于峰值应力的高温塑性本构方程,绘制考虑应变的热加工图,深入讨论能量耗散效率因子与宏观、微观组织、力学响应间的关联关系。结果表明:随着变形温度升高或应变速率降低,TA10钛合金流变应力减小;变形温度高于或低于相变点时,峰值应力与变形温度均呈线性相关。Arrhenius方程能较好地预测该合金变形抗力与工艺参数间的变化规律。该合金不适合单道次大变形,较为适合变形量中等且较慢应变速率下的成形方式,可尝试开展高速率多次小变形的方式成形。该合金在两相区慢应变速率下热变形时的流变软化机制为动态球化或塑性流动局部化,而高应变速率下应力塌陷现象的主要原因为宏观失稳,且其在单相区的软化机制以动态回复为主。

精铸高性能珠光体铸态球墨铸铁开发与应用

论述了熔模精密铸造高性能珠光体铸态球墨铸铁QT800-5和QT700-8的开发和应用。确定了精铸高性能珠光体球墨铸铁低成本化学成分;开发出适合精铸球墨铸铁的低Mg高Ba包芯线和喂丝球化工艺,解决了小包球化不稳定的难题;摸索出适合于精铸球墨铸铁的三次孕育方式,解决了精铸球墨铸铁不具备后孕育条件下的孕育衰退难题;探索出适合于熔模精密铸造的共析冷却细晶强化措施,使精铸球墨铸铁的强度与伸长率得以兼顾。

铸态7075铝合金均匀化过程中晶粒生长动力学研究

对铸态7075铝合金进行温度分别为435、465和480℃与时间分别为8、24和36 h的单级均匀化热处理,并在优化的单级均匀化制度上进行温度为475℃与时间分别为1、4、8和12 h的双级均匀化热处理;观察了铸态7075铝合金不同均匀化制度下的晶粒尺寸演变;计算了晶粒生长指数与生长活化能,并建立了晶粒生长动力学方程。结果表明:铸态7075铝合金在465℃/24 h制度下,平均晶粒尺寸由铸态的44μm增长至95μm,晶粒增长速度较快;而均匀化温度与时间分别超过465℃和24 h后,晶粒生长速度变得缓慢。双级均匀化过程中,当保温时间超过4 h后,铸态7075铝合金平均晶粒尺寸随着保温时间的延长增加不明显。铸态7075铝合金的晶粒生长指数为3.9,活化能为144.241 kJ·mol^(-1);铸态7075铝合金平均晶粒尺寸在生长动力学模型中的预测值与实验值之间的均方差R_(MSE)与平均绝对相对误差e_(AARE)数值分别为4.951和3.565%,模型具有较高的预测精度,表明采用所建立的晶粒生长动力学模型预测铸态7075铝合金在不同均匀化处理后的晶粒尺寸是可行的。

6111铝合金的铸态组织及均匀化工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、电导率测试、差示扫描量热仪等手段对6111铝合金的铸态组织以及经过不同均匀化条件下的显微组织进行分析,确定其合适的均匀化工艺。根据显微组织形貌与DCS分析,并结合实际工业生产,得到最优的均匀化处理工艺为560℃×12 h,此时合金中的第二相已比较充分的回溶。

复合添加Y/Sr对A356铝合金铸态组织影响研究

试验研究了添加不同含量的Sr、Y对A356铝合金铸态组织的影响。添加0.04%Sr+0.3%Y时,共晶Si呈现纤维状或珊瑚状,α-Al细化效果明显,晶粒等效直径达到26.63μm;抗拉强度达到最大值188.3 MPa,拉伸试验时由脆性断裂转变为韧脆型混合断裂。细化变质剂Sr和Y促使共晶Si的生长方式转变为以孪晶生长为主的生长方式,从而形成纤维状或珊瑚状;Al3Y相质点为α-Al提供异质形核核心,加快α-Al的非均质形核,达到细化晶粒的效果。

无缝张减径新型铸态CADI研究与制造

奥贝球铁具有高强度、高韧性、高硬度、良好的耐磨性以及优良的铸造性能等特点,文章详细阐述了奥贝球铁通过合金化和连续冷却控制技术,使C曲线右移,扩大贝氏体区,避开珠光体区,得到铸态含碳化物的奥贝球铁。铸态CADI首次在轧辊上研制成功,会引起轧辊行业新一轮技术变革。

深冷处理对铸态铝锭组织与性能的影响

在-196℃时,对铸态铝锭进行深冷处理。通过金相显微镜、显微硬度计、涡流电导仪等对铝锭深冷处前后的组织及性能进行分析,进而获得合适的深冷工艺参数。结果表明,深冷处理可细化铝锭的晶粒及提高材料的致密度、显微硬度和电导率;材料的最佳深冷工艺为:深冷时间24 h,单次深冷,或深冷时间2 h,3次深冷;在最佳工艺下,其晶粒尺寸分别降低了35.3%和44.1%;最佳深冷时间下,材料的致密度、显微硬度和电导率分别提高了10.3%、49.1%、8.9%。最佳深冷次数下,上述参数分别提高了10.4%、36.9%和8.3%;可采用短时多次深冷处理工艺对材料进行深冷处理。