Numerical simulation of a thixocasting process for AISI420 stainless steel air-turbine blade

A new technology,semi-solid casting(thixocasting) method,was used to replace the conventional hot forging process to form AISI420 stainless steel air-turbine blade.The power law cut-off(PLCO) material model in Procast software was used to simulate the thixocasting process.The thixocasting process was simulated.The results show that the reasonable technology parameters for air-turbine blade thixocasting process are obtained:billet temperature 1 483-1 485 °C,piston velocity 12-15 m/s and die temperature is about 400 °C.

超临界汽轮机低压转子0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片断裂原因

某超临界汽轮机低压转子次末级0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试等方法分析了叶片断裂的原因。结果表明:在灵活性运行工况下,机组承受的载荷频繁发生变化,造成低压缸进汽量和汽流频繁大幅波动,导致长叶型的次末级叶片在运行过程中发生颤振;次末级叶片的叶根尺寸与叶根槽不匹配,使叶根松动、叶片晃动,加剧了叶片的颤振;在两种因素共同作用下,机组出汽侧近叶根的应力集中区域萌生了裂纹,在叶片颤振产生的交变应力作用下,裂纹以疲劳的形式不断扩展,最终导致叶片整体断裂。

夹钢制作工艺初探

本文梳理了与夹钢工艺有关的文献史料和考古成果,总结了中国古代夹钢制品的金相特点并对焊药进行了探讨,认为夹钢起源于汉魏时期,锻焊所用的焊药为黄泥或陈久壁土。通过对阿昌族“户撒刀”的工艺调查及样品分析,本文又侧重研究了夹钢界面、焊药及夹钢刀的性能。研究表明:夹钢户撒刀淬火后的两侧组织为铁素体和珠光体,心部夹钢层的组织为回火马氏体,界面达到了冶金结合,自回火过程减小了淬火后界面的开裂倾向。夹杂物的能谱分析表明含有SiO 2的砂土焊药,在高温下与锻接表面的氧化铁形成低熔点的液态硅酸盐,起到了造渣作用。显微硬度测试结果为心部平均硬度800HV,两侧平均硬度为350HV,表明夹钢户撒刀达到了刚柔相济的性能。

基于金属冷切圆锯片的轧钢生产工艺优化研究

轧钢生产中,冷切圆锯片的切削性能直接影响轧制材料的质量和生产效率。针对轧钢工艺存在的温度控制不足、轧辊磨损加剧等问题,提出了优化锯片几何参数、开发新型涂层材料等解决策略。通过优化锯片前角、后角和齿距,采用高性能纳米复合涂层,引入油基和纳米流体切削液,并结合高压微量润滑和超声雾化技术,可显著提高锯片切削性能,改善轧制材料组织和力学性能。

高端特殊钢分切圆刀片热处理工艺研究

对分切圆刀片国内外的工艺技术研究现状进行综述,采用Cr12Mo1V1作为刀片基体材料,针对高端特殊钢分切圆刀片的特性进行热处理工艺研究。结果表明,空冷淬火后得到的分切圆刀片具有优异的力学性能。确定Cr12Mo1V1材料分切圆刀片的最佳热处理工艺为:加热至790℃退火保温2 h,随炉冷却至500℃后出炉空冷;淬火过程分为三个阶段,先升温至600℃保温0.5 h,再升温至850℃保温0.5 h,然后升温至1050℃保温1 h,空冷至室温;一次回火工艺为200℃×2 h,随炉冷却至室温;二次回火工艺为480℃×2 h,随炉冷却至室温。

KR法脱硫中搅拌工艺与桨叶尺寸对脱硫剂分散行为的影响

根据相似理论,按模型与原型尺寸的1:5建立铁水包物理模型,用于进行固液两相流实验,研究搅拌桨插入深度与转速对铁水包内粒子分散行为的影响;在此基础上,采用Fluent软件中的流体体积(VOF)模型与离散相模型(DPM)模拟分析桨叶尺寸对铁水包流场及脱硫剂分散效果的影响。结果表明:搅拌桨插入深度为95~125 mm时,随插入深度的增加,铁水包底部的粒子数先增后减;插入深度在105~115 mm区间粒子分散效果较好。转速为112~180 r/min时,随转速的增加,铁水包底部的粒子数先明显增多后略有减少;转速大于180 r/min时,底部粒子数基本不受转速影响,粒子混合效果较好的物理模拟工况为搅拌桨插入深度115 mm、转速147 r/min。旋转桨叶下方存在弱流区,流场速度低于0.4 m·s^(-1),增加桨叶直径,流场整体速度增加,漩涡深度加深,弱流区有减小趋势;桨叶直径超过1440 mm时,弱流区基本不变,同时随桨叶直径的增加,铁水包底部区域脱硫剂含量增加,有利于提高脱硫剂利用率,节约成本;桨叶直径为1540 mm时,搅拌桨上表面中心部分裸露,桨叶直径过大易出现卷吸空气的现象,降低铁的收得率;桨叶距离铁水包包壁较近,会增大流体对铁水包壁面的冲刷作用,有损铁水包的工作寿命。综合搅拌效果与脱硫剂分散程度,搅拌桨直径1440 mm时粒子混合与脱硫剂分散效果较好,搅拌桨桨叶与铁水包最优直径比为0.401。

P20预硬塑料模具钢锯切困难原因分析

综合运用洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜对P20预硬塑料模具钢锯切困难的原因进行了系统分析。结果表明材料质量合格,锯切瘤形成原因为锯切设备故障,其为加工硬化瘤,具有与基体不相连、边缘层片状结构、硬度高、易腐蚀、加工硬化组织等特征。

Research on the Deformation of Turbine Blades at Machining

Along with the recent expansion of demand for electricity, the production of steam turbine blades has increased, and various materials forged of 12Cr ferritic heat-resistant types of steel have become widely used for this purpose. Although this material seems to be an excellent choice as heat-resistant steel, it requires a post-correction process for deformation after machining and thus lowers productivity. Therefore, we started basic experimental research, and through a series of tests, we found that 12Cr steel is a sticky material;the residual stresses after machining concentrate in the vicinity of the surface;and this influences the deformation of blades.

热处理工艺对双金属带锯条背材用钢RM80组织和性能的影响

采用扫描电镜、洛氏硬度计和万能试验机研究了不同热处理工艺对RM80钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,RM80钢中碳化物逐渐溶解,原奥氏体晶粒不断长大;在回火过程中,RM80组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,且在较高温度淬火再回火后的RM80组织中仍能看到马氏体形态。经1 150℃淬火和550℃三次回火后,RM80钢可以实现强度和塑性的良好匹配,其屈服强度为1 244 MPa,抗拉强度为1 590 MPa,延伸率为12.0%。

破碎机刀片的钢材选择及热处理简析

分析破碎机刀片的失效形式,优化选择经济适用、满足性能要求的刀片钢材,制定合理的工艺路线,改善热处理条件,提升基体材料性能及均匀性,控制热处理过程中的形变,保证刀片的性能满足使用要求。

钢质颗粒输送装置旋叶及端部密封结构设计

颗粒输送机被广泛应用于石油、化工等多个行业。在粒子冲击钻井技术中,如何设计钢质颗粒输送装置,将固体粒子混杂在高压钻井液中,目前仍然存在挑战。文中优化设计了输送装置的旋叶及端部密封结构,并对关键部件进行强度校核,形成高压下钢质颗粒输送装置旋叶及端部密封结构的设计方案。该研究对于实现钢质颗粒在高压下的高效输送具有重要意义。

风电叶片全尺寸静力加载试验钢丝绳空间角度精确测量研究

为减少加载过程中叶片挠度变形带来的测量误差,提出一种精准测量钢丝绳与风电叶片空间角度的数学模型。该模型构建的空间角度测量系统采用3个位移传感器,可实时测量钢丝绳与风电叶片所成三维角度,从而精确地对各加载点进行受力补偿,提高加载试验的协同性。以激光追踪仪的测量结果为基准对该系统的测量结果进行现场验证,结果表明该系统所测空间角度误差率仅为1.78%、1.96%和1.92%,同时经该空间角度测量系统补偿后的加载力曲线变化平稳,可较好地实现多节点力的协同加载。

Q235A钢风扇叶片断裂原因

某Q235A钢风扇叶片在运行约180~500 h后发生断裂,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验、硬度测试等方法分析了其断裂原因。结果表明:开裂起源于叶片根部两侧焊缝边缘的热影响区,在风扇转动和发电机整体振动产生的交变应力和焊接应力作用下,裂纹萌生并扩展,最终导致叶片发生断裂。

饲料搅拌机研制

从提高中小型养殖场效益、节省人工出发,改良饲料混合工序,利用工程设计原理研制了饲料搅拌机,在确定总体设计思路和工作原理后,进行了总装设计和关键部件设计,试验验证了饲料搅拌机的适用性。结果表明,在搅拌时间为100 s时,混合料均匀度变异系数CV为7%。饲料搅拌机的成功研制可提高中小型养殖场经济效益,对促进农业现代化发展具有一定意义。

风力机钢塔筒结构风致疲劳分析方法研究

高耸、轻柔的风力机钢塔筒结构在风荷载作用下的抗疲劳设计是一项重要且难度较大的工作,该文主要探讨其风致疲劳的分析理论与方法,并在某典型风力机结构中加以应用。建立了包含“叶片-机舱-塔筒-基础”的风力机结构整体有限元模型;基于气象站的气象资料推导得到了风力机位置处的风速风向联合分布函数;对风力机钢塔筒结构进行了风振响应时域分析,系统地建立了风力机钢塔筒结构合理考虑叶片旋转效应、风向及低应力幅循环对疲劳损伤有折减影响的风致疲劳寿命时域和时-频域分析方法。研究表明:叶片旋转效应对钢塔筒响应的均方根值影响较为显著,风力机钢塔筒结构风致疲劳寿命分析需考虑叶片的旋转效应。风向对钢塔筒结构的风致疲劳累积损伤影响较大,在风向出现概率较大的区间产生的风致疲劳累积损伤较大。相对于时域分析方法,时-频域分析方法计算得到的钢塔筒结构疲劳寿命均偏低,且计算较简便。建议采用雨流修正后的等效应力法、TB-2和Dirlik公式来进行风力机钢塔筒结构的风致疲劳寿命预测分析。针对实际设计需求,兼顾安全性和经济性,建议采用不同的风致疲劳分析方法。

热变形403Nb钢的再结晶动力学

采用Gleeble3500热模拟试验机对403Nb马氏体叶片钢在单道次和双道次热压缩条件下的再结晶动力学行为进行了研究。经过计算得出了403Nb钢热压缩变形时的流变应力方程、静态再结晶动力学方程、静态再结晶晶粒尺寸模型以及亚动态再结晶动力学方程。403Nb钢在1100℃-1150℃,应变速率在0.01-1s^-1的条件下,发生较明显的动态再结晶。在变形组织中有细小孪晶生成,孪晶尺寸为30-100 nm。

蒸汽轮机用叶片钢的研究进展

概述了蒸汽轮机用叶片钢的研究进展,对铁素体系叶片钢,HR1200、TOS203有可能作为620℃～650℃的叶片材料;对于高温合金叶片,M252、R-26具有应用前景。以上钢种用作叶片钢但还需要进行进一步的研究、完善工作。

1Cr12Ni2W1Mo1V钢等离子淬火后的疲劳行为

采用模拟点蚀坑试样,研究了等离子淬火不同温度回火1Cr12Ni2W1Mo1V钢疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明,由于等离子淬火的晶粒细化作用和在试样表面引入的残余压应力,提高了末级叶片用钢裂纹萌生抗力。比较两种回火温度试样试验结果,250℃回火试样裂纹萌生和扩展抗力均优于540℃回火试样。本研究结果为选择合适的热处理工艺提供了理论依据。

汽轮机叶片钢1Cr12Ni3Mo2VN热处理工艺

在汽轮机叶片钢国产化过程中，为了保证材料性能，需要选择一个合适的热处理制度，所以针对热处理中回火温度对各项力学性能的影响进行研究。结果表明，该材料的合适淬火温度为1000℃，在550～650℃温度区间每隔20℃回火，研究温度对强度、面缩率、硬度、冲击功的影响；在回火温度为580％，组织无明显的δ-铁素体存在，且满足材料性能的设计要求。

热电厂汽轮机叶片断裂原因分析

对某石化公司热电厂8号汽轮机的断裂叶片进行了宏观形貌、化学成分、金相组织以及扫描电镜形貌和元素成分能谱分析.结果表明,该叶片的断裂属于腐蚀疲劳失效;叶片上的点蚀坑是裂纹源;引起叶片发生点腐蚀的原因是蒸汽中存在的氯、硫等介质.