TRIP980钢的组织性能调控与动态本构模型

设计了一种相变诱导塑性(TRIP)钢,研究了贝氏体等温温度对力学性能和微观组织的影响。针对最优工艺,研究了10^(-4)~10^(3) s^(-1)应变速率范围内的动态力学性能,构建并修正了动态本构数学模型。结果表明:当贝氏体等温温度为380℃时,实验钢具有最优的静态力学性能(应变速率10^(-3)s^(-1)),屈服强度达到705 MPa,抗拉强度达到1005 MPa,伸长率为16%,强塑积达到了1.6 GPa·%。应变速率的变化对实验钢的硬化行为和TRIP效应的发生有明显的影响。当应变速率达到10^(3) s^(-1)时,屈服强度和抗拉强度分别达到了815和1145 MPa,分别提高了12.4%和13.9%。经A4系数修正后的动态本构数学模型表明,R值和eAARE的平均值分别达到0.9895和27.5%,具有较精确的预测精度。

DP900钢的成形性及预应变对烘烤硬化行为的影响

对汽车结构件用DP900钢的成形极限图进行了测试和研究,并运用数学模型进行了预测分析。利用内耗仪和透射电子显微镜从微观角度研究了预应变对烘烤硬化值的影响。结果表明:DP900钢室温下的力学性能为屈服强度604 MPa,抗拉强度935 MPa,均匀伸长率达到14%,断后伸长率为19%。冲压成形过程中,成形极限FLD0为0.245,基于Hollomon方程建立的成形极限数学模型的预测误差在0.2%~13.5%,平均误差为5.87%。预应变量的大小对BH值有显著的影响。随预应变增大,BH值先升高后降低,预应变为7%时达到最高值45 MPa。内耗峰值变化趋势与BH值一致。

风力发电机塔吊装机横梁有限元分析

针对普通风力发电机塔吊装机钢制横梁,重量大、易受到振动破坏的特性,基于铝制结构重量轻、耐腐蚀、易加工等特点,将原钢制横梁改为铝制结构,使用ANSYS Workbench软件对其进行有限元网格划分、静态特性分析、模态分析和谐响应分析,分析其刚度和强度。基于有限元分析结果,对横梁结构进行改进,使吊装机的激振频率远离横梁共振频率,可有效避免工作过程中产生共振,增加风力发电机塔吊装机横梁的稳定性以及耐疲劳性,提高设备的使用寿命。

电解生产中降低氟化铝单耗实践

电解铝生产过程中,氟化铝作为重要的添加剂,主要起到调整电解质分子比,改善电解质性质的作用。重点介绍了氟化铝中杂质、电解生产工艺的搭配以及烟气净化系统对氟化铝单耗的影响,并通过应用实践,找到合理的电解工艺和最优烟气净化参数,将调整前后氟化铝单耗数据进行对比,证明调整的有效性,为行业降低氟化铝单耗提供依据。

7050铝合金锻板点状缺陷原因分析

7050铝合金锻板在沿厚度方向的超声波检测时发现点状缺陷,采用金相检查、扫描电镜和能谱仪检测等方法对缺陷产生原因进行分析。结果表明:点状缺陷为内部小裂纹,裂纹断口为沿晶脆性断口,晶界表面存在大量的Al_(2)CuMg和Ti-Zr-Al三元合金相。由于Al-Zr中间合金中部分Al_(3)Zr相尺寸偏大,Al-Ti中间合金加入时机不合适,导致锻板所用的铸锭在熔炼过程中大尺寸的Al_(3)Zr相未完全溶解,与后加入的Ti元素生成粗大的高熔点Ti-Zr-Al三元合金相,并在局部偏聚。这种局部富集缺陷在铸锭组织中保留,显著降低合金塑性,使局部区域变脆。在锻造过程中,脆化的三元合金相在锻造载荷作用下发生开裂。此外,晶界密集分布的细小Al_(2)CuMg相以及7050铝合金在高温下的晶界结合力较弱也是导致局部区域沿晶开裂的重要原因。

7175铝合金热变形行为与热加工图

通过采用热模拟机对7175铝合金进行等温热压缩试验,研究了合金在变形温度为250~480℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)范围下的热变形行为。同时,基于Arrhenius双曲正弦本构模型、动态材料模型及Prasad理论建立了7175铝合金的本构方程以及热加工图。结果表明,7175铝合金属于正应变速率敏感材料,并且变形温度和应变速率都对7175铝合金的流变应力有一定的影响,即流变应力随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大。此外,通过计算获得合金的变形激活能为143.306 kJ·mol^(-1),潜在的危险加工区域主要位于高应变速率区,最佳的热加工区域处于高温低应变速率区,热加工工艺参数范围为450~480℃、0.01~0.17 s^(-1)。

冷轧加工率对5182-O铝合金汽车板性能和织构的影响

目的研究冷轧变形量对5182铝合金汽车板力学性能、塑性应变比、金相及织构的影响,系统解释5182铝合金汽车板的强化机理和成形性变化机理。方法采用X射线衍射仪、金相显微镜和万能拉伸试验机研究不同冷轧加工率下5182-O铝合金的力学性能和显微组织变化规律。结果50%和75%冷轧加工率的样品强度无明显差异,25%冷轧加工率的样品偏低约3 MPa。塑性应变比加权平均值rm随冷轧加工率的增大而减小,几乎呈线性关系,塑性应变比各向异性度Δr则先减小后增大,延伸率和应变硬化指数则无明显差异。当冷轧加工率从25%增至50%时,平均晶粒尺寸减小了约24%,当冷轧加工率从50%增至75%时,平均晶粒尺寸仅减小了1~2μm。不同冷轧加工率下的5182铝合金连退再结晶后均表现出较弱的织构强度,Cube织构未占主导地位,仍保留了较多的轧制织构。S、Copper和Brass织构的体积分数随冷轧加工率的增大而有所减小,Goss和Q织构的占比有所增大,Cube织构的占比则变化不大。结论冷轧加工率影响了5182-O铝合金汽车板连退后的晶粒尺寸,进而改变了强度。晶粒尺寸和屈服强度的关系符合经典Hall-Petch以及新Hall-Petch关系式。受不同再结晶形核机制竞争关系的影响,轧制织构随冷轧加工率的增大而稍有减少,导致45°方向的塑性应变比和rm逐渐减小,Δr则先减小后增大。

热轧工艺对6014铝合金显微组织和织构的影响

采用金相显微镜、电子背散射衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等,研究了热轧工艺对6014铝合金显微组织和织构的影响。结果表明:4卷热轧6014铝合金板表层均发生了再结晶。D20卷板中心存在2 cm厚的再结晶层,再结晶体积分数为55.41%,这与其粗轧道次多、压下量大、中间坯待温时间长以及卷取温度较高有关。D40卷板的热轧Cube织构体积分数最高,冷轧加工率相对较低,制耳平衡性较差,容易导致板材翻边不合格。D10、D20和D30卷板中Q相分布在晶界,呈长条状,与晶界约呈45°角。D40卷板晶界分布着Si相。

层削法测试金属板材残余应力的计算公式

根据材料力学中矩形截面梁的挠度变形方程,推导了一种新的层削法测试矩形截面长条试样残余应力的计算公式,用此公式计算了厚度为165 mm的7050-T7451铝合金轧制板材的残余应力,将该公式计算的残余应力与现有标准公式计算的残余应力进行了比较。结果表明:当铣削层数不超过9时,采用该公式计算的残余应力与现有标准公式计算结果的相对误差不超过6%,说明该公式准确,可以用于计算金属板材残余应力。

退火炉氮气用量大的原因与对策

退火炉开启旁冷系统后,炉内氧含量会上升至1.0%~1.5%,而退火工艺要求炉仓内氧含量稳定在0.2%以下,因此需要消耗大量氮气来降低氧含量。经过分析,对旁冷系统加装氮气进气管路,排气管路及相应阀门和传感器等。在旁冷系统开启前充入氮气,排出原有的空气,同时排除氮气流经途径上可能的泄漏。采取这些措施后,每台退火炉每年约降低氮气使用量9763.2 m^(3),同时提高了产品质量。

风冷式干除渣系统在1×330 MW机组中的应用与优化改造

东海热电330 MW机组采用传统的水力除渣方式,存在水资源浪费、能耗高、安全性差、维护费用高等问题。对电厂生产过程中炉渣的排放方式及提高炉渣的综合率方面进行研究论证,将水力除渣系统改造成风冷式干除渣系统,改造后简化了排渣系统,提高了能源利用率及锅炉的效率。风冷式干除渣系统灰渣燃烧充分、含碳量低,保留了炉渣的活性,利于灰渣综合的利用,提高了社会效益及经济效益,对提高整个电厂的经济运行水平具有非常重要的意义。

钢棒保温改善石墨化阴极电解槽能量平衡的实践

近年来石墨化阴极炭块凭借其优异的性能被电解铝行业所青睐。但部分企业只将阴极及其他部分内衬材质做了改变,磁场及母线配置并未调整,导致电解槽能量平衡不匹配,出现电解槽偏冷、伸腿肥大等现象,影响电解槽的正常生产。本文采取对全石墨阴极电解槽进行钢棒保温这一措施,有效减少电解槽散热,通过对钢棒保温前后的温度、效应系数、以及电压差值进行对比分析,有效证明该措施有效,最终达到引导电解槽能量趋于平衡的目的。

燃气焙烧系统在电解车间的应用

铝电解槽在启动前有一项重要的步骤就是焙烧,重点介绍了燃气焙烧整个流程、注意事项以及焙烧期间出现的具体问题的应对措施。通过燃气用量的稳定性和各焙烧点温度的均匀性,充分证明燃气焙烧系统完全能够满足电解车间的应用。

涂油机固态油回收装置研发与应用

汽车板生产过程中涂油机将使用大量的E1固态油品,针对涂油过程中油品未充分利用直接进入废油桶内、废油含各种杂质无法重复使用、油品浪费等问题,研制了一套涂油机固态油回收装置,对废油进行重新加热、循环、过滤,使其达到成品油的使用标准,使用回收装置后废油回收率高达91%,油品利用率提高了26%,直接经济效益约为182.5万元/a。

电解槽原铝质量影响因素分析及提升措施

为了改进电解铝的制备方法,以及提高电解铝的质量,重点对影响原铝质量的两大因素,即电解生产的原辅材料质量和生产稳定性这两个大方面进行具体分析,并讨论获得稳定、高品质的原铝质量的有效措施。

拜耳法蒸发母液提钒工艺技术研究

钒是一种重要的稀有金属,需求量大且发展迅速。本文介绍了钒资源应用领域、提钒的生产原料及我国钒资源分布,着重讨论了氧化铝生产流程中钒给铝工业带来的危害,概述了结晶法、萃取法、离子交换法从拜耳法母液中提钒的原理、工艺及研究现状,并以国内某氧化铝厂为例,重点探讨了结晶法的工业应用及给企业带来的经济效益,为面临同样困扰的氧化铝企业提出合理化建议。

均质态7075铝合金热压缩流变行为及微观组织研究

为研究均质化7075铝合金的热变形行为,对铸态7075铝合金进行均匀化热处理,采用Gleeble-3500热模拟试验机对均质态7075铝合金进行等温单轴压缩试验,获得了压缩温度为310~400℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)的真应力-真应变曲线,研究热压缩过程中的流变行为。并基于Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数构建7075铝合金应变补偿型本构方程,由方程得到的流变应力与试验结果拟合度较高,决定系数为0.9949,表明该本构方程对均质化7075铝合金热变形行为具有较高的预测精度。根据真应力-真应变曲线绘制不同应变条件下的功率耗散图和失稳图,结果表明,在370~400℃/0.1~1 s^(-1)范围内功率耗散效率较高,7075铝合金能够稳定发生应变。在热压缩过程中,无取向的自由晶粒向着Goss织构转变。随着压缩应变速率的增加,材料内部的位错密度、小角度晶界占比和织构强度增加。含Cr相对位错运动有钉扎作用,在低温高应变速率的变形过程中会发生位错缠结,而在高温低应变速率时,第二相的钉扎效应减弱,容易发生再结晶。

均匀化处理及冷却方式对7075铝合金铸锭显微组织的影响

首先对7075合金铸锭分别进行一级均匀化与二级均匀化处理,并将热处理后的试样以不同方式进行冷却。利用光学显微镜(OM)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了7075合金均匀化处理前后的组织演变及均匀化冷却速度对其微观组织的影响,并比较了小试样实验炉与大铸锭工业炉均匀化处理后的组织差异。结果表明:铸态7075合金的显微组织主要由α(Al)+η-Mg(Zn,Cu,Al)2非平衡共晶相组成,还含有少量的Mg2 Si和含Fe相。在468℃下进行一级均匀化时,未出现过烧组织,而在474和480℃时出现过烧现象,一级均匀化后仍存在枝晶偏析。在476℃下进行二级均匀化时,未出现过烧组织,在482和488℃时出现过烧现象。经过468℃×8 h+476℃×24 h均匀化处理后,7075合金中的枝晶偏析消除。在均匀化热处理前,合金晶粒内组织较为纯净,在晶界处存在成分偏析。经过均匀化处理后,晶内存在较多细小的板条状η相,且大铸锭均匀化后的η相尺寸最大。均匀化后不同冷却方式的组织差异较大,二级均匀化的小试样经水冷或空冷降温后,在晶界附近形成了无沉淀析出带(PFZ),且小试样炉冷与大铸锭空冷的组织相似。

挤压变形对5083无缝管显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、室温拉伸实验分析了5083无缝管不同位置的显微组织与力学性能,研究了无缝管挤压的不均匀变形对显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:无缝管挤压的不均变形对显微组织有显著的影响,表层为完全再结晶组织,T/4和T/2位置以变形组织为主,只发生部分动态再结晶;外侧T/4和中心T/2位置的织构类型基本一致,外侧T/4位置的织构强度显著高于中心T/2位置;T/4和T/2位置的拉伸力学性能基本一致。

淬火方式对7050铝合金挤压棒材组织和性能的影响研究

以ϕ75 mm7050铝合金棒材为研究对象,分别采用离线和在线方式对试样进行淬火处理,然后进行时效处理。采用OM、SEM、EDS、TEM和电子拉伸试验机分析测试了在线及离线淬火试样的组织和拉伸性能,并对结果进行了比较;对离线及在线淬火试样进行应力腐蚀试验及剥落腐蚀试验,比较了两种淬火方式下试样的耐腐蚀性能。结果表明:在线淬火试样基体中的第二相数量远多于离线淬火试样。离线淬火试样晶内析出相以杆状η′相为主,还存在部分η相。在线淬火试样晶内可见大量纠缠聚集的GP区,存在部分η′相和少量η相。在线淬火试样由于固溶温度低、淬火冷速不足,降低了过饱和固溶体的溶质浓度,进而减少了时效沉淀强化相的数量,导致在线淬火试样的强度降低。在线与离线淬火试样的电导率、应力腐蚀性能和剥落腐蚀性能均符合相关标准要求。双级时效能有效改善铝合金抗应力腐蚀性能及耐剥落腐蚀性能,抗腐蚀性能较峰值时效也具有一定优势。