Zn—Al—Cu系合金的冶金学分析

本文采用扫描电镜能谱分析,扫描、透射电镜和光学显微镜形貌分析,对照相图对Zn-Al-Cu系合金的组织形成规律及相的成分进行了定性及定量研究工作,系统地阐明了Zn-10～60％Al-2～5％Cu等各种合金在不同疑固条件下的显微组织及其疑固过程以及主要相的物理参数。

浇注系统截面比与大孔出流规律的研究

根据水力学基本原理在铸造生产中应用的实际情况,通过水力模拟试验,指出在浇口杯、直浇道和内浇道组成的浇注系统中,由于直浇道和内浇道的截面比值很少超过5,根据连续流动定律,直浇道和内浇道的流速同属一个数量级。直浇道流速对降低内浇道实际出流压头的影响不可以忽略不计。内浇道实际出流压头小于按托里拆利小孔出流定律确定的“从浇口杯液面到内浇道中心的垂直距离的静压头”。本文称直浇道与内浇道截面积比值小于5时的内浇口出流为大孔出流。大孔出流时,内浇口实际出流压头可以根据“浇口杯液面到内浇道中心的静压头”和浇注系统截面比值进行理论计算。把截面比纳入浇注系统流速、流量的定量计算公式,不仅可以提高计算精度、使浇注系统截面积理论计算值偏小的问题得到解决,而且对水力学孔口与管道出流的分析及铸造中型腔充填的平稳性控制也有实用价值。

评价硬质涂层机械性能的技术

描述了测定硬质涂层与基体间的结合力、显微硬度、断裂强度、耐磨性以及涂层刀具切削寿命试验的方法和原理。涂层与基体间的结合力是一种界面特性、是涂层能否实用的关键因素之一。采用四点弯曲法、扭转法、划痕法和压痕技术对硬质涂层(TiN和TiC)的结合力进行测定和评价。硬质涂层的断裂强度、显微硬度和耐磨性也是它的重要机械性能指标,本文对这些性能的测试技术也进行了论述。同时还就硬质涂层刀具的切削寿命进行试验,对其实际的使用效果进行评价。

浇口—冒口系统的铸型充填过程的数值模拟

本文叙述了具有浇口—冒口浇注系统的铸件充填过程的数值模拟及其应用程序,可动态模拟型腔充填高度、型腔液面上升速度、型腔已充填体积、胃口液面高度、冒口液面上升速度和铸件浇注时间。SLM程序适用于由若干种简单形状及其适当组合而构成的铸件充填过程的模拟。

关于金属扩散实验新方案的研究

反映固态金属中原子的扩散现象,加深学生对金属扩散理论的理解,目前的金属学教学中有待于进一步健全“金属扩散实验”。使用高熔点的合金渗锌剂,在可以获得反映铜金属中原子显著扩散的多相薄层组织的条件下,能大大地缩短铜渗锌工艺时间。本文在此实验结果及其分析的基础上,对铜渗锌扩散实验内容进行了详细的讨论与设计,最终为金属学教学中关于“金属中原子扩散”实验提供了新的实施方法。

电阻法测定碳传递系数的研究

本文根据铁丝在渗碳过程中截面平均碳浓度的变化规律,导出了电阻法测定碳传递系数β新的数学模型。该模型具有计算精度高,β、D可同时测定等优点。

灰铸铁和蠕墨铸铁在600℃、700℃时抗氧化性的研究

本文利用箱式电炉及简易热天平研究了低合金灰铸铁(添加少量钛和稀土)和蠕墨铸铁在600℃、700℃时的抗氧化性能。文中研究了1、铸铁基本化学成分C、Si、Mn、S以及CE、Si/C的影响;添加少量Ti的影响。2、铸型冷速的影响(干砂型、金属型、石墨型)。3、残余稀土含量的影响,主要包括片状石墨分布特征和石墨形状的影响。4、测定并探讨了灰铸铁和蠕墨铸铁的氧化动力学曲线类型和它们的氧化过程。说明了细小的D型石墨、初生奥氏体枝晶分布及晶界在氧化过程中的行为。

高温盐浴校正剂的研究

本文对硼砂、二氧化钛型,氟化镁、氯化镁等几种校正剂的校正效果进行了系统的试验。热力学分析和实验证明,其中以氯化镁的校正效果最好。在研究的基础上,研制出了以氯化镁为主的复合校正剂。试验和生产实践表明,本复合校正剂具有如下优点;(1)良好的防脱碳效果;(2)盐浴清沏;(3)沉渣易于捞除;(4)无污染;(5)生产成本低。

高碳高铬模具钢的开裂与强韧化

本文以Cr12MoV钢为例研究了高碳高铬模具钢的静弯断裂和含裂纹体条件下的开裂行为;探索了钢的强化和韧化机理。研究发现,此类钢裂纹的萌生一般起始于粗大碳化物的解理,而完成于解理裂纹向钢基体中的延伸。粗大碳化物的解理开裂发生于钢的弹性应变极限状态。基体塑性对其无明显影响,但是却强烈影响碳化物解理开裂后裂纹向钢基体中的延伸。钢中裂纹的扩展属于复杂准解理类型,它不仅与钢基体的塑性程度有关,而且还与钢中碳化物的分布、大小和间距以及裂纹面附近残余奥氏体的应变诱发相变有关。研究认为,此类钢的强化受控于裂纹萌生的阻力,而钢的韧化则取决于裂纹的扩展特征。

硼碳共渗剂中木炭作用的研究

本文研究了以渗硼为基的固体硼碳共渗处理。结果证明,木炭对渗硼有一定的催化作用。当共渗剂中的木炭和硼铁含量控制适当时,可获得性能较好的Fe_2B单相渗层;而且渗层增厚,过渡区增加,使硬度梯度减缓,硼化物层的脆性降低。此外,共渗剂的生产成本下降,提高了经济效益。

钢内氧化动力学规律及影响因素的研究

将20、20Cr、2Dcr_2Ni_4、40cr和GCr15五种工业用钢在Fe_2O_3:Fe:Al_2O_3=1:1:1的混合粉末中进行860-1100℃、8-80小时的内氧化处理,对其内氧化动力学规律及其影响因素进行了研究。研究结果表明,钢的内氧化动力学遵守抛物线规律;内氧化速度受到内氧化温度、钢的铬和碳浓度、初始晶粒度和表面氧化物覆层等因素的影响。

高铝锌基合金铸管的性能与组织的研究

通过特殊的铸造工艺,研究了含铝量为35％～45％的高铝锌基合金铸管的成分和机械性能,并对合金的组织形成过程、固态相变及断口形貌进行了分析。

铸铁中第三组元的偏析参数

本文从schiel方程推导出在给定冷却速度下铸铁枝晶奥氏体及共晶奥氏体中第三组元的偏析参数KS和偏析梯度KR的计算式,并讨论了计算值与实测值之间的差别。

CrNiMo钢缺口根部疲劳裂纹萌生的研究

本文采用单边缺口板状试样研究了四种含碳量的CrNiMo钢缺口根部的疲劳裂纹萌生寿命及其萌生机制。裂纹萌生可能有四种方式—沿驻留滑移带压入挤出、微孔聚集型切变、准解理和沿晶机制。文中论述了钢的含碳量、热处理规范及外加应力水平对裂纹形核机制的影响。研究表明:在双对数坐标中,表观循环应力范围和萌生寿命的关系可用两段不同斜率的直线来描述,两段萌生线的分界点随钢的强度水平提高而迅速向低周次范围推移,但两段的裂纹萌生均仍属于应力疲劳范畴。文中分析了微观塑性变形对缺口根部实际循环应力范围和应力循环比的影响,给出了对它们进行修正估算的方法。修正后的实际循环应力范围和萌生寿命的关系可用一条直线反映出来。在此基础上,提出了一种用光滑试样应力疲劳曲线估算缺口根部裂纹萌生寿命的新方法。

12％Cr耐热钢件蠕变破断寿命的简单预测方法

在大量试验数据的基础上,本文研究了两种含碳量不同的12％Cr-Mo—V—Nb—N—B马氏体耐热钢在550℃～650℃下的蠕变破断应力与破断试样平均室温硬度的关系,证实两者在衡量耐热钢蠕变弱化倾向上是一致的。分析了蠕变过程中析出相和微观组织的变化。提出了一种采用蠕变破断试样室温硬度近似预测耐热钢件蠕变破断寿命的方法。

40SiMnV非调质钢强韧性的研究

本文研究了热加工工艺对40SiMnV非调质钢的金相组织、常规力学性能、断裂韧性、疲劳特性等机械性能的影响。研究表明,这种非调质钢具有与40Gr调质态相近的强度、缺口疲劳极限及小能量多冲抗力,但韧性指标较低。非调质钢的强韧性取决于金相组织中珠光体与先共析铁素体的相对含量、先共析铁素体的晶粒大小及沉淀硬化能力。先共析铁素体的组织参数受原奥氏体晶粒直径、冷却速度及热加工方式(轧制、锻造、正火)的控制。通过回归分析,建立了机械性能与微观组织参数间的数学模型。对非调质铜的性能特点及应用前景进行了讨论,并提出了获得良好的综合机械性能的热加工工艺优化原则。

离心铸造对白口铁组织与性能的影响

通过对比的方式,研究了以同一种合金由离心铸造与静力金属型铸造所生产的两种白口铁的组织与性能。研究发现,离心铸造白口铁的碳化物呈板块状,基体组织为等轴晶,且屈氏体进一步细化;离心铸造白口铁的韧性与硬度均高于静力金属型铸造白口铁,其中韧性有显著提高。

用划痕法测定硬质涂层的结合力

本文详细地介绍了划痕试验法测定硬质涂层的结合力的方法和原理。对由离子镀法(IP)在高速钢基体上的TiN涂层和由溅射法(SP)在T10钢基体上沉积的TiC涂层进行划痕试验。并用显微分析法对划痕沟槽的形貌进行观察和分析。而临界载荷、涂层剥落方式及声发射信号特性等也将得到讨论。根据实验结果计算了不同条件下硬质涂层与基体间的结合力,同时对影响划痕试验的因素也进行探讨。

振动对结晶过程影响的模拟研究

用氯化氨溶液进行模拟研究的结果表明:振动阻碍形核,只有在较大的过冷下才能形核生长;振动使枝晶生长受到抑制,使晶粒细化;振动对枝晶的破碎作用并不明显。可见,碎枝状及颗粒状枝晶是振动条件下生长所具有的特征。

ZDF—1型数字直流电位裂纹测试仪的研制

在材料疲劳裂纹扩张的研究中,灵敏地跟踪疲劳裂纹的扩张,精确地测定相应栽荷循环周次下的裂纹长度是实验研究的关键。在众多的裂纹长度检测方法中,直流电位法以其突出的优点获得越来越广泛的应用。然而目前通用的检测装置精度较低,难以满足研究要求。我们研制的数字直流电位裂纹测试仪,精度高、性能稳定。为材料疲劳裂纹扩张的研究提供了有效的检测手段。本文着重介绍测试仪的研究过程、设计原理及其曲线的标定方法。