42CrMo钢棒材轧后缓冷工艺数值模拟与实验

针对42CrMo钢大棒材轧后冷却过程中的组织性能控制与表面裂纹问题,在Gleeble热模拟平台研究了42CrMo钢的组织转变规律及其动态CCT曲线,并建立了150 mm大棒材轧后输送和缓冷过程的温度-组织-应力场耦合有限元模型,对轧件轧后温度变化、显微组织和应力状态进行了模拟分析。结果表明,当采用缓冷工艺且轧件入坑温度高于600℃时,棒材横截面内组织主要为珠光体和铁素体,与工业现场取样结果一致,符合对大棒材切削加工性能的实际要求。空冷条件下,轧件表面金属处于拉应力状态且最大周向应力为13 MPa,缓冷工艺能够降低工件内部温度梯度和应力水平,对抑制表面裂纹萌生有重要作用。     

线棒材轧后冷却过程综合换热系数的实验测定

通过分析线棒材轧后冷却的各个环节,设计并研制了一套在不同冷却工况条件下测量工件和冷却介质间的综合换热系数的新型实验装置。以此为平台,利用综合换热系数反求原理,给出了42CrMo大棒材在自然空冷、强制风冷和水雾冷却条件下的对流换热系数曲线。将所测数据作为边界条件,成功实现了对某厂准150 mm大棒材轧后冷却过程温度场和相变组织演变的有限元准确数值预报。研究结果能为线棒材轧后控冷工艺设计与优化提供重要指导。     

大棒材轧后控制冷却和组织预测的尺寸效应研究

针对大棒材轧后冷却工艺中的尺寸效应问题,建立了42CrMo不同直径(φ25~φ150 mm)棒材轧后冷却过程温度—组织耦合非线性有限元模型。通过数值模拟,对比分析了空冷、风冷、雾冷和水冷条件下,棒材直径对工件内部温度场、温降速率和组织分布均匀性的影响规律,研究了大棒材轧后控冷工艺的尺寸效应,并通过冷却实验验证了数值模型的正确性,这能为线棒材轧后控冷工艺制定与优化提供重要依据。     

控轧控冷工艺对钎杆用22CrNi3Mo钢耐磨性能的影响

为了改善钎杆用22Cr Ni3Mo钢的耐磨性能,提高其使用寿命,通过光学显微镜、扫描电镜、单轴拉伸试验、磨损试验等方法研究了终轧温度及轧后冷却方式对其耐磨性能的影响。结果表明,采用轧后空冷工艺时,随终轧温度的降低,试样耐磨性能与硬度规律保持一致,呈逐渐升高趋势;采用轧后空冷-炉冷工艺时,随终轧温度的降低,试样耐磨性能与块状残余奥氏体含量规律相反,呈先降低后增加的趋势;轧后直接空冷工艺比轧后空冷-炉冷工艺获得的钎杆用钢耐磨性能更佳。     

直升机飞行安全件锻造残余应力与表面裂纹研究

针对残余应力导致某型直升机锻件表面裂纹萌生问题，系统研究了35Cr2Ni4MoA飞行安全件表面裂纹形成机理与防治方法。结果表明，35Cr2Ni4MoA锻后冷却方式对残余应力影响显著，空冷残余应力明显高于缓冷(坑冷),坑冷残余应力均值为1080 MPa。另外，残余应力受终锻温度影响显著，残余应力随终锻温度升高基本呈现增大趋势。锻后退火和吹砂可有效降低35Cr2Ni4MoA锻件残余应力。残余应力大于600 MPa时，35Cr2Ni4MoA锻件在盐酸下易产生应力腐蚀，且裂纹长度、宽度和深度与残余应力和腐蚀时间呈正相关。未进行退火处理以降低残余应力时，35Cr2Ni4MoA锻件不能进行酸洗处理。     

Q355B钢板火切后窄板料变形原因分析及控制措施

针对Q355B钢板火焰切割(火切)后窄板料产生翘曲、侧弯等变形缺陷的问题,检测了Q355B钢板残余应力。结果表明:Q355B钢板火切后窄板料变形是成品钢板中存在较大残余应力和残余应力不均匀而导致的。因此,对不同轧制、冷却工艺生产的Q355B钢板的残余应力进行了检测,发现返红温度低是钢板残余应力显著增大、残余应力波动较大的主要原因。为此,提出了采用控轧不控冷工艺,控制钢板终轧温度在780～810 ℃,在确保钢板性能的前提下,避免了钢板因控冷产生较大的残余应力及残余应力波动。同时,针对采用不控冷工艺生产的Q355B钢板屈服强度不足或余量不够的问题,对Q355B钢板的C、Mn含量进行优化调整。采用上述措施后,保证了钢板力学性能,并将钢板残余应力控制在150 MPa 以下,整板最大残余应力波动由182.3 MPa降至26.45 MPa,使钢板的不平度小于2 mm·m^-1,满足了用户的要求。     

非调质钢F40MnV三辊楔横轧的实验研究

针对非调质钢F40MnV空心轴类件楔横轧成形问题,为获得最佳轧制与冷却工艺制度,在三辊楔横轧机上开展了轧制与冷却实验研究。利用正交法制定实验过程工艺参数,并将带有热电偶的试件进行轧制。轧后采用水冷,水冷加空冷,风冷,空冷4种方式进行冷却,得到相应的温度变化曲线。基于实验结果,采用金相分析和性能实验手段研究了温度、断面减缩率和冷却介质对F40MnV钢轧后冷态力学性能的影响。结果表明采用水冷加空冷、断面减缩率35%、轧制温度为950℃时的成形工艺可得到较为优良的力学性能。     

降低H型钢残余热应力的三维有限元仿真分析

借助于LS—DYNA仿真软件，在H型钢轧制全程的热力耦合仿真分析结果的基础上，完成了对轧后H型钢翼缘外侧强制冷却及改善终轧H型钢断面温度分布情况下的H型钢残余热应力状态的三维热力耦合仿真分析。针对述及的热轧H型钢产品，根据仿真结果分析得到：采用轧后强制冷降翼缘外侧的方法，可改变H型钢断面残余应力的分布状态，降低H型钢腹板部位的压应力；同时，可改善H型钢终轧断面的温度分布，降低终轧断面温差，使轧后H型钢残余应力得到改善，其中残余拉、压状态的应力值均可降低。     

TC4钛合金φ450mm棒材不同厚度整体试样热处理工艺研究

通过对TC4钛合金f450 mm棒材80、40、20 mm整体试样热处理工艺的研究,分析不同的热处理温度和热处理冷却方式对棒材横、纵向组织和室温、高温力学性能的影响。结果表明:当整体试样厚度不大于40 mm,且采用双重退火(首次退火后水冷)的热处理工艺时,才能保证TC4钛合金f450 mm棒材的室温力学性能和显微组织符合GJB 1538,高温强度≥615 MPa。双重退火制度为:首次退火工艺为加热到b转变温度以下30~80℃,保温不少于1 h,水冷;随后再进行700~800℃,保温1~4 h,空冷。     

热轧带钢层流冷却过程中残余应力分析

针对热轧带钢16Mn轧后层流冷却过程,建立了温度与相变耦合计算的有限元模型,分析了冷却过程中带钢内应力的变化规律.结果表明.对于厚度为3.0mm的带钢经过层流冷却后沿带钢厚度方向温度趋于一致,沿宽度方向温差进一步增大.在不考虑初始应力的状态下,层流冷却结束后,带钢中部为18MPa的轧向拉应力,边部为-187MPa的轧向压应力.带钢边部存在的温度梯度和相变行为的差异是带钢在冷却过程中产生残余应力的主要原因,这种残余应力状态最终会导致带钢产生边浪.     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

试论洋务派教师聘任的思想

洋务派在洋务学堂的办学活动中,为了解决西学专业学科的教学困难,采用了聘请外籍教师的应急措施.他们以真才实学,合同制管理作为主导思想,并认为这种解决师资的途径只是权宜之计,并非久远.从客观上看,洋务派的教师聘任思想有深刻的历史影响.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Mechanism of Nucleation of Precipitates of Carbides of Refractory Metals Under Hot Rolling of Automotive Sheet Steel

Metal Science and Heat Treatment - The problem of formation of properties in microalloyed sheet steels is considered. The cause and the possible mechanism of precipitation of carbides of refractory...     

燃煤机组锅炉烟气脱硝灰中氨含量测定

NOx是大气环境的主要污染物之一,其主要来源为火力发电机组。依靠低氮燃烧技术,远达不到排放要求。选择性催化还原脱硝(简称SCR)技术是目前效率最高、最成熟、应用最广泛的电厂烟气脱硝技术。目前,在线氨逃逸监测技术存在诸多问题,影响了氨逃逸监测数据的准确度和稳定性。在燃料种类、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、炉膛气流分布以及脱硝催化剂类型等条件确定的情况下,控制好氨加入量及其逃逸量是保证NOx脱除率的关键所在。燃煤锅炉除尘飞灰氨含量可侧面反映脱硝氨逃逸率的状况。根据国外的文献报道,正常情况下,电除尘灰中氨含量一般在50mg/kg-100mg/kg范围内。由于国内尚无灰中氨含量的测定方法,亦无脱硝运行对飞灰含氨量影响的数据积累。本文通过大量试验,确定了灰中氨溶解条件(如溶解时间、搅拌状态、灰水比、灰样量及其稳定性等),制定了灰中氨含量测定方法。