神东矿区特大井田开采煤矸石处理与利用技术

介绍了神东煤炭分公司开发出"分层开拓、无盘区划分与立交巷道平交化"的无岩巷布置技术,从源头上减少了矸石产出量,并开发出废巷充填、贮矸硐室充填等井下处理技术,辅以地面矸石回填及矸石发电技术,取消了地面矸石山,实现亿吨级矿区矸石零堆放。     

锻焊和形变热处理对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响

铸造高锰钢是应用非常广泛的耐磨材料之一,但是由于铸造高锰钢存在缩松、气孔、晶粒粗大等铸造缺陷,导致其存在力学性能降低、服役稳定性差等难题。为了减少铸造高锰钢辙叉孔洞类缺陷和细化奥氏体晶粒,研究了锻焊和形变热处理(FW&TMCP)对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响,首先对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行常规拉伸性能测试,然后在不同载荷作用下对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行摩擦磨损试验。结果表明,FW&TMCP高锰钢的强塑性远高于铸造高锰钢,应变硬化速率也高于铸造高锰钢。微观组织结果显示FW&TMCP高锰钢的孔洞类缺陷减少了82%,致密度大幅提高。随着摩损载荷的增大,两种状态高锰钢摩擦因数均逐渐减小。在施加相同磨损载荷时,铸造高锰钢的摩擦因数小于FW&TMCP高锰钢;FW&TMCP高锰钢的塑性变形程度更小,耐磨性更高。随着磨损载荷的增大,两种状态高锰钢的磨损机制均由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

正火处理对贝氏体钢辙叉铝热焊接头性能和组织的影响

利用Gleeble-3500试验机模拟了贝氏体钢辙叉铝热焊热影响区各位置的热循环过程,研究了焊后正火工艺对热影响区性能与组织的影响. 热模拟结果表明,铝热焊后对接头进行900 ℃的正火处理,可以使焊接热影响区重新转变为贝氏体组织,提高了冲击韧性并改善硬度分布均匀性,强度值也达到或接近母材水平. 根据热模拟试验结果,对贝氏体钢辙叉和U75V钢轨进行了实际的铝热焊接. 结果表明,900 ℃火焰加热正火处理后,焊缝及热影响区软化区的硬度和抗拉强度值均有明显提高,这对提高焊接接头的使用寿命有重要作用.     

中空纳米夹杂填充复合材料的反平面问题

研究了中空纳米夹杂填充复合材料的反平面问题。基于Gurtin-Murdoch表/界面理论和广义自洽方法, 给出了考虑夹杂界面效应时空隙-夹杂-基体-等效介质模型的全场精确解, 并推导了中空纳米夹杂填充复合材料有效反平面剪切模量的闭合形式解。由本文结果的特殊情形, 可以得到一系列有意义的解。数值结果表明: 中空夹杂的尺寸在纳米量级时, 复合材料的有效反平面剪切模量受表/界面效应影响显著; 表/界面效应的影响随着夹杂尺寸的增大而逐渐减弱; 当中空纳米夹杂的体积分数和外半径一定时, 壁厚越薄其表/界面效应越大; 在相同的夹杂外半径下, 中空纳米夹杂填充复合材料的表/界面效应比实心纳米夹杂填充复合材料更加明显; 无量纲反平面剪切模量受夹杂的表/界面性能和刚度影响显著, 过高的夹杂刚度使得表/界面效应的影响变弱。      

介稳奥氏体锰钢耐冲击磨粒磨损性能及磨面组织

利用冲击磨粒磨损试验结合扫描电镜、透射电镜和穆斯堡尔谱等分析手段研究了介稳奥氏体锰钢的耐磨性和磨损机制。结果表明,介稳奥氏体锰钢在某一冲击功下具有最佳耐磨性。在磨损过程中磨面诱发生产两类马氏体,无碳马氏体和合金马氏体。最耐磨时的磨面组织为合金奥氏体和无碳马氏体的混合组织。     

双锥面声透镜换能器的研究

通过数值计算和实际测量，研究了双锥面透镜聚焦换能器产生的声场，证实其能产生较细长的聚焦声束，且透镜的形状参数对声场分布有明显影响。     

快速热处理超细贝氏体钢构筑梯度结构研究

心部高韧性、表面高硬度的材料是抗冲击载荷轴承、齿轮等关键零部件的重要要求。以超细贝氏体为对象，进行局部快速热处理，得到局部高硬度、心部高韧性的梯度结构，研究快速热处理过程中超细贝氏体组织的相变行为，以及梯度组织和性能变化规律。结果表明，超细贝氏体钢在加热时，残余奥氏体分解为铁素体和碳化物，贝氏体铁素体粗化，在快速热处理中存在相变滞后。超细贝氏体钢经过局部快速热处理后形成一个组织和性能梯度过渡的结构。硬化区组织由淬火得到的马氏体和残余奥氏体组成，随着深度增加，组织中的马氏体含量减少，初始超细贝氏体的回火产物逐渐增加。硬化区的硬度高达63HRC,随着深度增加逐渐降低至38HRC,硬度相对基体下降约6HRC。     

粉末冶金马氏体-奥氏体复合钢的组织与性能研究

近年来，汽车、建筑等领域对高强度-高塑性金属材料的需求日益增长，为了获得高强度-高塑性的金属材料，粉末冶金技术发挥着越来越重要的作用。通过放电等离子烧结技术（SPS）烧结质量比为2:1的马氏体钢和奥氏体钢混合金属粉末，复合钢的奥氏体相均匀分布于马氏体相当中，试样致密度高达95.5%，并通过后续的热轧处理，提高复合钢的烧结质量，致密度提高至98.9%。热轧后复合钢的屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率和总伸长率分别为960 MPa、1 529 MPa、6.7%和6.7%。在热轧的基础上引入冷轧+短时间高温回火处理，粉末冶金复合钢性能进一步提高。其中冷轧30%/500℃回火5 min的复合钢，屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率和总伸长率分别为1 899 MPa、1 964 MPa、9.2%和10.0%。