Structural optimization for ball valve made of CF8M stainless steel

The mechanical and chemical properties of CF8M were studied through experiments. An application of CF8M in valve body was analyzed by using finite element method(FEM) to evaluate the structural safety. An optimization containing several variables based on the response surface method(RSM) was conducted to find the optimum dimension of the valve. The results show that using this process can save valve mass as well as the computational expense effectively.

Preparation and Characterization of Stainless Steel/TiC Nanocomposite Particles by Ball-milling Method

A stainless steel/10wt%TiC nanocomposite particles were prepared by high-energy ball-milling method using stainless steel, carbon and titanium as raw materials. The evolution of phase composition, microstructure and specific surface area of the stainless steel/TiC nanocomposite particles with increasing ball-milling time in the range of 0-100 h were investigated by XRD, SEM, TEM and BET techniques. The results showed that the stainless steel/TiC nano-composite particles were fabricated when the ball-milling time was longer than 20 h. However, the nanocomposite particles were soldered and agglomerated again when the ball-milling time was longer than 60 h. The microstructure of the composite particles transformed from lamellar structure to nanostructure during the repeated process of the cold welding and cracking. TEM image reveals clearly that the in-situ TiC nanoparticles with grain size of 3-8 nm are in the interior of the stainless steel/TiC nanocomposite particles obtained by ball-milling 100 h.

球压痕法获取不同变形率下316L不锈钢的力学性能

核电焊接结构由于在加工过程中受到冷作硬化导致局部区域力学性能发生改变且难以准确获取,利用ABAQUS有限元分析软件建立了弹塑性材料下的压痕实验三维模型进行数值模拟,通过识别载荷-深度曲线中的相关参数,结合量纲分析法理论计算316L奥氏体不锈钢材料在不同变形率下的力学性能参量。结果表明,随着变形率的不断增大,材料的塑性降低,硬度增大,且力学性能参数如屈服强度、抗拉强度及硬化指数均相应增大。

AISI-304不锈钢薄壁管滚珠旋压工艺参数的正交优化研究

针对小直径不锈钢薄壁管滚珠旋压参数不当引发的一系列问题,选取φ6 mm×0.5 mm×10 mm的AISI-304不锈钢管为研究对象,建立其有限元模型,运用Abaqus软件对其成形过程进行仿真,分析了不同工艺参数(减薄量、进给比、旋压角)对其等效应力和均匀塑性应变的影响,最后运用正交试验法对工艺参数进行优化。结果表明:优化后的工艺参数组合为:减薄量0.2 mm、进给比0.05 mm/r、旋压角25°。在此工艺参数组合下,AISI-304不锈钢管的等效应力值和均匀塑性应变值达到最优,其值分别为642.22 MPa和0.06。

不锈钢球形把手液压成型技术研究

基于四柱单动液压成型技术,其结构简单,设计一套液压传动系统。通过元器件和行程开关的配合来控制液压缸进给和退料速度。通过模具内水压的变化,进行液压成型来生产不锈钢球形把手。批量生产后,可得到合格的产品。

大气等离子喷涂TiB_2-316L不锈钢基复合涂层及其耐磨性能

分别采用高能球磨制备了TiB2含量(质量分数)为10%的316L不锈钢基复合粉,高能球磨与喷雾干燥造粒工艺制备了TiB2含量(质量分数)为40%的316L不锈钢基复合粉,大气等离子喷涂制备相应的TiB2-316L不锈钢基金属陶瓷涂层与316L不锈钢涂层。室温下采用高速环块磨损试验研究TiB2-316L不锈钢基金属陶瓷涂层的磨损特性。采用X射线衍射分析涂层物相,扫描电镜分析喷涂粉末、涂层结构和摩擦副磨损表面形貌。结果表明,大气等离子喷涂两种制粉工艺获得的316L不锈钢基TiB2复合粉能获得较耐磨的316L不锈钢基TiB2复合涂层,耐磨性高于316L不锈钢涂层,且TiB2在复合涂层中增强涂层耐磨性的原因是TiB2颗粒在涂层316L韧性基体中充当强化相,且TiB2在摩擦接触处摩擦氧化形成的氧化产物具有自润滑特性,能减少涂层的磨损量。

不锈钢球阀化学镀Ni-P合金镀层研究

采用与普通钢同样的方法对不锈钢球阀进行预处理,然后化学镀N i-P合金镀层。扫描电镜照片显示N i-P合金镀层呈胞状结构。镀层组成分析表明,N i、P的质量分数分别为88.37%和11.63%,其原子分数分别为80.04%和19.96%。研究了不锈钢基体、镀态和经过不同温度回火的涂覆层的显微硬度、结合力及腐蚀性能。结果表明,涂覆层的显微硬度随回火温度的升高而增大,在350℃时达到最大值,为1 000HV。显微硬度由高到低依次为:经过回火后的涂覆层、镀态、不锈钢基体。镀层与基体的结合力随镀层回火温度的升高呈现先升后降的趋势,在300℃时达到最大值,为42.3 N。在质量分数分别为10%的盐酸、硫酸和盐酸与硫酸的混合酸中的腐蚀实验证明,N i-P合金镀层的耐蚀性远远高于不锈钢基体,而经过回火后的涂覆层其耐蚀性比未经回火的低。因此,可以根据不同的性能要求,对不锈钢球阀选择不同的处理工艺。

圆珠笔头用新型易切削不锈钢的组织与切削性能

采用中频炉+电渣重熔方法制备了一种新型硫-铅复合铁素体易切削不锈钢,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和超精密数控车床对该钢的化学成分、显微组织、夹杂物及切削性能进行了研究。结果表明:试验钢棒材及其成品线材、进口SF20T钢成品线材中易切削相均为MnS、铅及其与碲形成的复合夹杂物,棒材中MnS呈纺锤形,经冷拔后的成品线材中MnS横向呈细小的椭圆形并沿拉拔方向呈断续、串链状分布,比SF20T钢成品线材的横、纵向尺寸均小;试验钢成品线材基体组织为铁素体,晶粒度约为10级,在高速中等进给量下切削性能良好,可兼顾切屑形貌和表面粗糙度的要求。

聚乙烯醇水凝胶/不锈钢摩擦性能研究

利用球-盘摩擦试验机研究润滑状态、载荷、滑动速度和不锈钢球直径对PVA水凝胶/不锈钢球摩擦副摩擦系数的影响。研究结果表明PVA凝胶内的自由水对摩擦副起着良好的润滑作用。在摩擦的起始阶段,干摩擦和润滑剂润滑状态下的摩擦系数相差甚微,随摩擦时间的延长,干摩擦状态下的摩擦系数在短时间内急剧上升,而润滑剂润滑状态下的摩擦系数基本保持不变;摩擦副的摩擦系数随滑动速度和不锈钢球直径的增加而下降,当滑动速度从45r/min升至225r/min时,摩擦副的摩擦系数下降54.24%;摩擦系数随载荷的增加而上升,但在低载荷区,摩擦副的摩擦系数的上升速率明显大于其在高载荷区的上升速率。随着载荷的增加,凝胶中自由水对摩擦副的润滑作用逐渐增强。

高能球磨及烧结制备含氮不锈钢的研究

在流动氮气氛下,采用高能球磨法制备出了含氮不锈钢粉末,随后利用冷压及烧结工艺获得了含氮不锈钢材料,研究了粉末随球磨时间的增加其物相、粒度、形貌、氮含量的变化及烧结体的显微组织。结果表明:随球磨时间的延长,粉末不断细化,氮含量也呈增加趋势,但球磨超过4h后,粉末不再发生细化,氮含量的增长也变得极其缓慢。烧结体为奥氏体—铁素体双相组织,相对密度达到97%,最终氮含量为(质量分数)0.27%,其拉伸性能优于高压熔炼法制得的含氮不锈钢。

球磨时间对TiC-不锈钢复合粉料粒度和组织的影响

以不锈钢粉末、钛粉和碳粉为原料,通过高能球磨法在真空条件下制备了不锈钢-TiC超细复合粉末。采用X-ray、扫描电镜、透射电镜、比表面积评价等分析技术对球磨过程中粉末的微观状态进行了分析。结果表明,随着球磨时间的增加,不锈钢复合粉末逐渐细化,最终可达到纳米级。同时,钛粉和碳粉在球磨过程中反应形成TiC,并在不锈钢晶内形成TiC纳米粒子。

用机械合金化法制备含氮不锈钢粉末

采用机械合金化法(MA)分别在N_2气氛和氨水介质中利用高能球磨进行了含氮不锈钢粉末的制备，探讨了MA法对含氮不锈钢粉末性能的影响．结果表明，随球磨时间延长，粉末含氮量升高，接近高氮不锈钢氮含量，且颗粒不断细化，球磨10h的粉末粒度可达到1．878μm．

高能球磨法制备不锈钢-TiC纳米复合粉末的研究

在真空条件下采用高能球磨法以不锈钢粉末、钛粉和碳粉为原料制备了不锈钢-TiC超细复合粉末。X射线、扫描电子显微镜、比表面积评价等分析技术被用来对球磨过程中粉末的微观状态进行了分析。结果表明,随着球磨时间的增加,不锈钢复合粉末逐渐细化,用X射线衍射方法计算的最终晶粒可达到20nm。同时,钛粉和碳粉在球磨过程中发生反应形成TiC,可获得纳米级的不锈钢-TiC复合粉末。

圆珠笔头用新型易切削不锈钢的组织与力学性能

对圆珠笔头用新型高铬硫系铁素体易切削不锈铜冷拉线材的微观组织与力学性能进行了研究。结果表明，钢中易切削相为MnS、Pb及其与Te形成的复合夹杂物，均呈细小球状或椭球形沿拉拔方向断续、串链状分布。MnS夹杂物大小横向约1μm，纵向约10μm。钢中Cr、Mo的碳化物对改善MnS夹杂物形态有显著作用。该钢成品线材基体组织为细小铁素体晶粒，晶粒度约为10级，力学性能与进口同类钢线材相近，作为替代进口材料，其用于制造圆珠笔头，具有良好的切削性能，能满足生产加工和使用要求，填补了国内空白。

红宝石球轴承在低温条件下的静态热导

通过红宝石球轴承与不锈钢球轴承的实测热导比较，说明了在低温条件下红宝石球轴承的热导较高，热导受温度和负荷的影响较大，但是红宝石球轴承的接触热导较小。

油田用凡尔球材料——Cr13系列不锈钢的正交优化处理

采用正交试验方法,根据油田用凡尔球材料的性能要求,对Cr13系列不锈钢的耐磨和耐蚀性能进行了优化研究。对材料进行的性能测试结果表明,采用所优化的工艺参数加工的球阀其硬度和耐蚀性能有了明显的提高。

球阀密封性的有限元分析

为保证球阀的安全运行,运用有限元方法建立了公称通径为150 mm、球体半径为135.5 mm的球阀分析模型,并对球阀密封比压进行了分析。通过调整两阀座端面的轴向距离来控制密封比压,从而使球阀达到密封要求。

不锈耐酸钢球冷镦过程有限元分析

针对现有的不锈耐酸钢球冷敦过程中,球坯在顶端损伤明显,冷镦工具磨损严重。利用有限元分析软件来模拟钢球冷镦过程,对不锈耐酸钢棒材进行加温处理,降低其变形抗力。结果表明:新工艺冷镦最大应力相对旧工艺降低了9.9%,工具磨损也较均匀。

高能球磨结合放电等离子体烧结制备纳米晶不锈钢材料

以316不锈钢粉为原料,采用高能球磨方法制备了316不锈钢纳米晶粉末,研究了放电等离子烧结(SPS)纳米不锈钢粉末的过程特点,以及SPS制备工艺参数对材料结构和性能的影响规律。研究结果表明,采用SPS技术可以实现纳米不锈钢粉末的快速烧结,在1050℃保温5 min的烧结条件下试样致密度达到98%以上,材料的抗弯强度为1427 MPa,弹性模量为126 MPa,硬度为68.5 HRA。透射电镜结果表明SPS烧结后,材料晶粒没有过度生长,晶粒尺度约为200 nm,获得了纳米晶粒的不锈钢材料。

稀土高铬马氏体不锈钢钝化性能研究

运用所研制的复合系统电位-pH平衡图,结合表面分析方法,对一种新试制的马氏体不锈钢的钝化性能进行了研究。结果表明:耐蚀性合金元素在该钢的表面膜中发生了富集,其富集情况可用数学分析式表示。测试结果显示了该钢种较好的钝化性能,可作为油田采油泵凡尔球用材。