电子束冷床熔炼大型钛合金(Ti-6%Al-4%V)板坯的铝元素偏析控制数值模拟研究

建立验证了三维多物理场耦合数值模型,研究了电子束冷床熔炼(EBCHM)大尺寸TC4(Ti-6%Al-4%V)钛合金板坯中铝元素的偏析控制机制。定性预测了不同铸造条件下铝元素在熔炼区和凝固区的宏观偏析趋势。结果表明,由于溢流口附近熔池形状的纵向演变趋势,拉锭速度增加对铝元素偏析控制的影响很小。降低液面温度是限制铝元素蒸发损失、控制铝元素偏析的有效方案。对于拉锭速度为8 mm/min的EBCHM过程,随着液面温度从2273 K降至2073 K,熔池中铝元素偏析度φl从0.78增至0.96,凝固横截面上相应的铝元素偏析程度φc从0.67增至0.93。

Q235连铸板坯角部裂纹形成机理及控制

为了解决Q235连铸坯角部裂纹缺陷,采用缺陷微观形貌分析和工艺参数影响规律统计分析相结合的方法研究了缺陷形成原因。结果表明:铸坯矫直前AlN大量析出是其产生角部裂纹的主要原因。基于AlN析出热力学分析,随着钢中铝和氮含量降低,AlN开始析出的温度下降,矫直温度范围内AlN析出量显著减少。考虑实际生产,确定了降铝措施作为改善铸坯角部裂纹缺陷的控制措施,现场应用后,Q235连铸板坯角部裂纹指数由3.59下降到0.19,钢中铝的质量分数平均下降126.64×10^(-4)%,合金使用成本降低。

TC4返回料单次电子束冷床炉熔炼厚扁锭工艺研究

由于电子束冷床炉熔炼真空度高,熔炼铸锭的厚度大、截面积大,TC4返回料的形状尺寸不规则布料难度大、成分不均匀,导致TC4钛合金中的Al元素控制困难。研究了TC4返回料在专业化处理后,与海绵钛、Al-V中间合金及Al豆(返回料占原材料总量的50%)在3150 kW电子束冷床炉的单次熔炼工艺,结果表明:熔炼过程中Al元素挥发明显,挥发量为13%~24%(原料与铸锭中铝质量分数之差/原料中铝质量分数)、V元素的质量分数有略微上升。将原料中的Al、V质量分数分别添加到7.5%和4%,并通过合理布料,同时将熔炼速度控制在600 kg/h、炉内真空度为(5~8)×10^(-3)Torr(1 Torr=133.32 Pa),由此所获得的TC4钛合金化学成分均匀性好,成分符合GB/T 3620.1—2016标准的要求。

一种超跨钢结构组合楼板快速回顶支撑体系

钢筋桁架楼承板与钢结构组合楼板因自身材料特性,具有一定的刚度和承载能力,一般情况下无需扣件式钢管脚手架对其下方进行支撑回顶即可进行钢筋绑扎、浇筑混凝土。但特殊情况下,如组合楼板的跨度过长或楼板厚度过厚时,组合楼板自身刚度不足,若采用传统搭设脚手架支模工法,费工费时且不安全,搭设过程中易发生意外情况。为解决传统支模存在的弊端,利用铝模板、子母管,结合创新设计的三脚支撑,设计出一套操作简便的新型回顶钢支撑架代替传统的脚手架,对“超跨”或“超厚”的桁架板进行回顶支撑。该工法与传统脚手架相比较,减少材料用量、操作简便、架体稳定性高,同时节约施工工期和人力成本。

超高层住宅楼铝合金模板及预制叠合板结合处的接缝处理

为解决超高层住宅楼施工中,由于铝合金模板及预制叠合板的结合施工,导致钢筋绑扎、混凝土成形质量、结构板厚控制等方面存在的诸多不利因素,以实际项目为例,从实际施工过程中产生的施工难题,反推设计,在设计深化阶段提前解决,同时优化施工工艺,顺利完成了施工,总结的经验可供类似工程参考。

建筑物化阶段预制构件碳效率研究

以华南地区钢筋混凝土高层住宅建筑为研究对象,以标准层结构及粗装修部分的建材生产、运输及施工建造活动作为计算边界,选取某房企标准化图纸进行研究,建立其碳排放计算模型;研究发现,材料生产阶段碳排放占物化阶段总碳排放量的90%以上。研究对比了传统现浇建筑与不同预制构件类型参与建造的装配式建筑的碳排放结果,按照碳排放减少比率排序,预制凸窗最优(-17.9%),ALC内隔墙(-14.2%)、预制梁式楼梯(-5.4%)次之,而预制外墙(+9.5%)、预制板式楼梯(+10.6%)、叠合板(+18.5%~+20.4%)表现较差。同时研究了预制构件模具摊销次数、叠合板含钢量等因素对预制构件碳效率的影响。

基于铝模爬架条件下的外墙挑板施工技术

为满足美观要求,超高层住宅建筑非标准层整层外墙设计小型悬挑板装饰线条。基于铝模板爬架条件下,爬架构造不满足外墙挑板施工要求,悬挑构件影响爬架提升。外墙挑板无法采用常规铝木结合的方式在主体结构施工阶段一次施工成形,需在装饰装修施工阶段利用悬挑外脚手架二次施工完成。二次施工影响外墙挑板施工质量,且施工过程容易造成物体打击安全事故及产生大量措施费用。为了解决悬挑构件施工问题,本文提出了通过将部分钢筋混凝土外墙挑板优化为发泡陶瓷,将发泡陶瓷部分悬挑构件预留出来,装饰装修施工阶段采用挂篮将发泡陶瓷外墙挑板同外立面涂料及GRC装饰线条一同施工的方法。相比传统木模体系的施工方法,采用该方法后无需额外搭设悬挑脚手架,工程的安全和质量得到了保证,同时为项目节约了大量措施费用。本文结合广东地区某项目工程实例,分析了基于铝模爬架条件下装饰线条施工技术,该方法简便可行,规避施工过程安全风险,节约施工成本,具有一定的推广意义。

滚石冲击闭孔泡沫铝夹芯板耗能缓冲机理研究

在山区构筑物外表面覆盖一层缓冲材料能有效减小滚石冲击危害,达到保护工程结构的目的。为此,将泡沫铝作为一种耗能缓冲材料引入滚石灾害冲击领域,并将其与钢板组合为夹芯板结构,采用静力压载试验及动力有限元对滚石冲击泡沫铝夹芯板动力响应进行分析,揭示泡沫铝夹芯板耗能缓冲作用机理。结果表明:泡沫铝及夹芯结构在进入屈服强度后有较宽的耗能缓冲平台,可吸收大量冲击能量;同时夹芯板结构可有效降低被保护物结构挠度变形,伴随夹芯钢板厚度不断增大,垫层冲击坑深度不断降低,被保护结构中心点变形有较明显下降,但过大的钢板厚度使得泡沫铝夹芯板整体刚度增强,反而不利于泡沫铝夹芯板能量耗散。因此,在泡沫铝缓冲垫层结构设计时,应综合考虑被保护物结构所容许的变形量及承受冲击力双重控制指标。

电磁铸造铝合金大板坯的变形研究

设计了电磁铸造模拟试验装置 ,研究了电磁铸造大板坯工艺参数 ,如浇注温度、冷却水量、喷水孔距等对板坯变形的影响 ,探索板坯的变形与其凝固阶段温度场的关系及其控制方法。实验结果表明 :合理调整影响板坯凝固进程的电磁铸造工艺参数 ,能够有效地减小变形 ,提高板坯平直度。

熔体发泡法批量制备泡沫铝板材关键技术的研究

采用熔体发泡工艺,实现了A356合金500mm×1000mm×X不同厚度泡沫铝板材的批量制备。对该工艺方法的増粘、发泡剂加入,泡沫均匀性控制等关键技术进行了系统研究。获得了工厂条件下A356合金泡沫铝块体和板材的优化制备工艺参数。对欠、过发泡,中心大孔,裂纹等缺陷的产生原因进行分析,提出了解决方法。

电磁铸造铝合金扁锭

简要介绍了电磁铸造的主要设备，概述西南铝加工厂进行铝合金扁锭电磁铸造工艺试验以及进行批量生产的进展情况。

含泡沫铝防护层钢筋混凝土板的抗爆性能研究

为了研究多孔吸能材料泡沫铝对结构的防护作用,采用LS-DYNA软件对自由空气中5 kg Pentolite炸药爆炸作用下含泡沫铝防护层钢筋混凝土板的动力响应进行了数值模拟,比较分析了不同厚度泡沫铝的防护效果.结果表明,随着泡沫铝防护层厚度的增加,钢筋混凝土板的挠度变形显著减小,受到的冲击加速度幅值衰减较大,泡沫铝防护层能够有效提高钢筋混凝土板的抗爆性能;当泡沫铝防护层增加到一定厚度时,对爆炸冲击波的衰减效果不再明显.钢筋混凝土板的泡沫铝防护层厚度存在一个合理的设计值,对不同的结构进行防护设计时,需要进行相应的计算分析.

均质化退火对3003/4004复层铝合金组织和性能的影响

研究了铝合金复层铸坯的均质化退火温度和退火时间对铸坯微观组织和力学性能的影响。微观组织分析结果表明:退火时间为7 h,退火温度为490℃时4004合金一侧的共晶硅形态由板片状变成细小的球状和短棒状,大大降低了变形抗力。当退火温度为490℃,退火时间从7 h延长到14 h时对微观组织的影响不大。退火时间为7 h,退火温度分别为490℃和510℃时,4004合金一侧的共晶硅也比铸态下细小,从而使变形抗力降低。力学性能的检测结果表明:经均质化退火后的4004合金一侧的布氏硬度显著降低,3003合金一侧的硬度值略有上升。根据抗拉强度与硬度的关系,给出了复合界面结合强度的估算公式。

薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中酸溶铝的作用研究

对薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中酸溶铝的作用进行了研究。研究结果显示，对于薄板坯连铸连轧流程生产的低碳铝镇静钢，当钢中酸溶铝的质量分数在0．005％～0．043％时，酸溶铝对热轧板材的晶粒度及力学性能没有明显影响，但是对热轧板材再加热时的晶粒长大却有明显影响，随钢中酸溶铝含量的增加，钢的晶粒粗化温度不断提高。因此对于那些不需要强调焊接性能的普通热轧钢板，w（Als）可以控制在0．01％左右；对于那些需要强调焊接性能和某些特殊性能的钢板将w（Als）控制在0．02％～0．04％比较合适。

钢坯防氧化涂料中高温喷涂用无机复合粘结剂的研制

通过添加三聚磷酸铝和调整pH值制备了一种新型的钢坯高温防氧化涂料用磷酸铝系无机复合粘结剂,分别用TG-DTA、SEM和XRD对无机复合粘结剂进行了热性能测试和结构形貌表征。结果表明,无机复合粘结剂的耐高温性能好,高温交联网状结构复杂,三聚磷酸铝在低温体系中起到了一定的固化剂作用,提高了防氧化涂料粘结剂的高温粘结作用。与涂料的结合应用实验表明,添加4%的无机复合粘结剂有利于涂料在高温基体上的喷涂和附着,提高了涂料的高温防氧化效果。

用电解铝液直接生产铝材坯料的晶粒度控制

电解铝液温度在900℃左右,熔体温度过高,熔体过热。用电解铝液直接生产铝材坯料容易出现晶粒粗大。生产过程中需要适当加入固体料、控制熔炼温度和时间、添加Al-5Ti-1B杆料、控制铸造工艺等改善坯料内部组织。

低液位铸造法生产大规格铝合金扁锭的关键技术

用电解铝液配料,采用低液位铸造技术生产高精度铝板带用的优质扁锭,首先要针对电解铝液温度高、夹杂物多、气体含量高的特点,采取严格的熔体净化工艺,为铸造提供洁净的铝熔体;其次要针对低液位及组合结晶器全自动铸造技术的特点,根据合金特性、扁锭规格和铸造条件,设定最佳铸造工艺参数。

3004铝合金扁铸锭质量全分析

结合我公司生产合同进行小批量3004铝合金扁铸锭试制,对3004铝合金扁铸锭内部质量进行全分析,确定所生产的3004铝合金扁铸锭能满足后续轧制加工及生产成品板材的使用要求。

日本建筑结构隔震减震研究新进展

本文介绍了日本在建筑结构隔震、减震研究方成取得的几项新进展,其中基础隔震板片结构体系是一种新型隔震结构体系,纳米结晶锌铝合金振动控制阻尼器是一种取得专利的新型减震阻尼器,无粘结钢支撑体系是一种比较新颖的减震支撑体系,跷摆振动控制设计是一个新颖的减震设计概念。

冷却条件对铝板坯变形影响的试验研究

设计了动态测量板坯温度场和变形过程的试验装置 ,通过采用不同冷却边界条件的水套 ,研究了边界条件对板坯温度场和变形的影响 ,探索了板坯的变形行为与温度场的关系及其控制方法。试验表明 :板坯的凝固进程直接影响其成形及冷却后的外形轮廓 。