金属W形密封环的弹塑性接触有限元分析

采用ANSYS有限元软件建立金属W形密封环的有限元模型,对金属W形密封环在给定工况下的弹塑性接触变形进行非线性有限元分析,得出相应情况下的接触应力分布和范.米塞斯(Von-M ises)应力分布;讨论密封环操作参数和结构参数对密封性能的影响。结果表明,在预紧工况和工作工况下,密封环的最大接触应力均能满足密封要求,且最大Von-M ises应力小于屈服极限,金属W形密封环可以实现密封;适当增大金属W形密封环壁厚或加大预压缩量,可以提高其密封性能。     

不同Cr含量的Fe-Cr合金高温高压水蒸气氧化行为

Fe-Cr合金钢广泛用于锅炉的受热面管,但目前研究多针对Cr在高温常压环境中的氧化行为,对高温高压下的研究较少。对Cr的质量分数分别为9%、12%、18%、25%的Fe-Cr合金试样在650℃、25 MPa的高压水蒸气环境中的氧化行为进行研究,并与Cr-9的常压水蒸气氧化进行对比,采用扫描电镜(SEM)观察形貌、能谱分析成分变化、X射线衍射仪(XRD)分析物相组成并称重绘制氧化动力学曲线,以此来探究不同Cr含量的Fe-Cr合金的氧化膜生长规律和压强对其氧化行为的影响。结果表明:随着Cr含量的提高,Fe-Cr合金的孕育期增长,抗氧化能力得到提高;Cr含量的增加对氧化行为有一定影响,氧化66.0 h,Cr-9与Cr-12氧化动力学符合抛物线规律,在氧化初期就出现内外氧化层分层,内层为尖晶石FeCr2O_4,外层为Fe_3O_4,而Cr-18、Cr-25则仍处于孕育期,动力学几乎处于稳定状态,这个阶段主要是元素的扩散准备,氧化物的出现只是附加产物;表面的氧化物并不能构成一层完整的氧化膜,外加压强能够增加Fe-Cr合金位错和空位浓度,从而提高氧化速率,并且压强影响了氧化膜的形貌,在压应力的作用下,氧化膜主要由粒状氧化物构成。     

Fe-Ni合金在600 ℃空气中的氧化行为

采用称量法研究了两种Fe-Ni合金（Ni含量分别为5%和9%,质量分数）在600 ℃静态空气中的高温氧化行为,对比分析了两种合金的氧化动力学特征,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱分析（EDS）等手段分析了表面氧化膜的物相组成及显微结构。结果表明：Fe-5%Ni和Fe-9%Ni合金在 600 ℃空气中的氧化行为基本类似,氧化前期Ni-5合金质量增加量较高,16 h后发生逆转,其氧化动力学遵循近似抛物线规律,表明氧化膜内的离子扩散过程受氧化过程控制。两种合金的表面氧化膜均由Fe3O4 和 Fe2O3 组成,同时含有尖晶石相(Ni, Fe)3O4。Ni-9合金氧化膜中尖晶石相含量相对较高,是导致氧化质量增加发生逆转的主要原因。     

P92钢高温时效过程中Laves相量化分析

在650℃条件下,对P92钢进行1 000,2 000,3 000 h高温时效试验,通过SEM拍摄显微照片,并用IMAGEJ软件对P92钢高温时效过程中析出的Laves相进行量化分析。量化结果表明:在1 000 h就已经发生Laves相的聚集,且在1 000~3 000 h内,随着高温时效试验时间的延长,Laves相平均截圆直径与面积分数不断增加,而数量密度逐渐减少。动力学研究外推法表明,Laves相析出面积分数在3000 h后变化不大,10 000 h达到0.8%后基本不变。     

正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响

采用SEM、持久性能测试等手段,研究了不同正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响。结果表明:当采用空冷、30 ℃/min、5 ℃/min冷却时,2.25Cr-1Mo钢在530 ℃的外推持久强度σ₁₀⁴均为120 MPa左右。当正火冷速降至1 ℃/min时,持久性能显著降低,主要因为此时在贝氏体-铁素体界面析出大量大颗粒析出物,导致蠕变孔洞产生;同时大量的先共析铁素体出现,基体强度降低,难以阻碍持久裂纹扩展,导致持久性能下降。     

热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢持久性能的影响

 为了更好地验证20Cr1Mo1VTiB螺栓钢在国家标准和俄罗斯标准热处理工艺下的持久性能,采用SEM、TEM等手段研究了两种标准的热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织及持久性能的影响。结果表明,相对于低温淬火+低温回火(俄罗斯标准)工艺,高温淬火+高温回火(国家标准)的热处理工艺生产的20Cr1Mo1VTiB具有更高的持久性能稳定性。俄罗斯标准工艺淬火温度低,未溶的块状富钛碳化物数量多、尺寸大,并且贝氏体内分布大量方(菱)形TiC,促进了蠕变孔洞的形成,因此持久强度下降速率更快。国家标准工艺淬火温度高,富钛碳化物回溶充分,数量少、尺寸小,回火过程析出细小的颗粒状VC,热稳定性较高,具有更高的持久强度。从持久性能角度,选用国家标准工艺热处理更加合理。     

不同Ni含量的合金钢在高温水蒸气中的氧化行为研究

为了探究Ni含量与温度对合金钢氧化腐蚀行为的影响, 对3.5%Ni、5%Ni和9%Ni钢在540 ℃高温水蒸气中的氧化行为进行了研究, 并与9%Ni钢在600 ℃高温水蒸气中的氧化行为进行了对比。采用非连续称量法测定其动力学曲线, 通过扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜形貌, 用能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对元素成分和相组成进行了分析。结果表明, 在540 ℃氧化时, 3种合金钢的氧化动力学均符合抛物线规律;Ni含量增加, 氧化速率下降, 但有促进氧化膜脱落的倾向; 3种合金钢的氧化膜均由Fe₃O₄、Fe₂O₃和NiFe₂O₄组成, Ni元素增多可以促进产物中Fe₃O₄向Fe₂O₃转化。氧化膜分为两层, 层间存在孔洞; 内层富含NiFe₂O₄的尖晶石氧化物, 外层以Fe₃O₄和Fe₂O₃为主。温度升高时, 9%Ni钢的氧化速率提高, 氧化膜脱落时间提早; 表面氧化物形貌发生了改变, 从片状组织转化为颗粒状组织, 但温度升高并未改变9％Ni钢的氧化产物类别。     

铜和铝的性质及在包装中的应用

一、铜和铝的性能对比分析铜和铝都有优良的导电性能,铜的导电能力仅位于银之后,铝的导电能力位于金之后,分别列于第二和第四位,铜的电导率为58m/Ω·mm2,铝的电导率为37.5m/Ω·mm2。因此相同截面积铝的导电能力只有铜的65%左右,以传导等量电流而论,铝的截面积大约是铜的1.6倍,然而铜的密度为8.92g/cm3,铝的密度仅为2.7g/cm3,铝的密度只有铜的30%,按重量计算,传导等量电流铝的用量还是节省了一半左右。     

2.25Cr1Mo钢大型锻件热处理工艺数值模拟

利用有限元模拟计算,结合CCT曲线,研究了2. 25Cr1Mo大型锻件不同热处理工艺下的组织演变规律。以大型2. 25Cr1Mo管板锻件为背景,模拟现场工况,对热处理工艺进行数值模拟。讨论不同热处理工艺下的换热系数,利用有限元模拟软件与实测的CCT曲线,建立了2. 25Cr1Mo锻件在热处理工艺下的温度场、组织场,探究了2. 25Cr1Mo锻件在水冷,油冷以及空冷3种冷却工艺下温度场和组织场的变化,并利用质点追踪的方法对比了大锻件不同部位的温度变化。结果显示在水冷工艺条件下,最终的组织主要以贝氏体为主,能满足工艺的需要,为最优的热处理工艺。     

碳含量对XH35BT高温合金组织演变和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和室温拉伸等手段研究了碳含量对XH35BT变形高温合金组织演变和力学性能的影响规律。结果表明:随碳含量升高,枝晶界析出的一次Ti C数量增多,且尺寸增大。这些碳化物在后续热变形过程中随金属流动而破碎,成为阻碍晶界迁移的钉扎质点,导致固溶组织随一次Ti C数量增多而细化。碳含量升高会降低球状Ni3Ti强化相的形核率,强化相尺寸和间距增大,析出强化效应弱化,导致合金强度大幅降低。考虑综合力学性能,该合金的碳含量应控制在标准成分的中下限(0.05wt%),以促进析出强化。