耐-165℃低温钢筋控轧控冷工艺研究

利用膨胀仪、Gleeble热模拟机对耐-165℃低温钢筋的连续冷却转变规律进行了研究。测试了试验钢的显微硬度,观察了不同冷速下钢的转变组织,进行了-165℃低温力学性能检验,对冷却速率和变形条件对组织和性能的影响进行了研究。结果表明:低温钢筋适宜的冷却速度为5~15℃/s,组织主要为铁素体+贝氏体,有利于材料韧性的发挥;组织中铁素体含量随变形温度的降低逐渐增加,适宜的变形温度为850~950℃;采用上述适宜的变形温度和冷却速率轧制的钢筋具有良好的低温力学性能,在-165℃试验条件下,无缺口试样屈服强度Re L最小值为707 MPa,最大力伸长率Agt最小值为4.1%;缺口试样Agt最小值为1.5%;缺口敏感性NSR最小值1.05。这些完全满足石化行业LNG储罐的技术要求。     

微观力学性能与元素分布间的跨尺度评价

材料织构的原位力学性能(弹性模量、硬度)作为计算模拟和材料设计学中重构的基本参数至关重要。通过对高铬铸铁材料表面施加等静压得到显微组织的微区(纳米尺度)弹/塑性形变数据,从而实现样品表面织构力学参数的高通量跨尺度分布分析。同时,对映射区域应用光学显微镜、显微硬度仪、纳米压痕仪和扫描电镜进行微观组织及宏观力学性能的对比分析,所得数据与通过等静压试验所得结果一致。对比常规的测试方法,等静压技术不仅可无损、无腐蚀的得到表面织构的力学性能参数,还可得到高分辨跨尺度的微观组织图谱。     

船板钢连铸坯中心偏析的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对船板钢连铸坯的中心偏析的特性进行了研究.提出了各元素含量三维分布图、二维等高图、频度分布图、统计均匀度、统计偏析度以及统计疏松度等各种参数,定量表征了船板钢连铸坯的纵剖面以及沿厚度中心线(相当于偏析带)的剖面中各元素的含量的统计分布.船板钢连铸坯的纵剖面中C、Si、Ni等元素的最大偏析位置处于铸坯纵剖面X=4mm附近的偏析带上;Mn、S、P等元素的最大偏析位置处于X=21mm附近的偏析带上.沿板坯厚度中心线剖面的采用原位统计分布分析结果指出在厚度中心线剖面上没有偏析带,硫呈云状(或称团簇状)分布.最大偏析度的数值与纵剖面相当,最大偏析点的位置无规律.沿该板坯厚度中心线剖面上C、S二元素的统计均匀度及统计偏析度的数值与板坯纵剖面上的统计均匀度及统计偏析度数值相当.     

光谱分析数据采集与传输网络

介绍了基于ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ网络和专用数据传输接口设备的光谱分析数据采集与传输网络,以及相应的软件和硬件设计方案;建立了一套临线和在线分析的数据采集、存储与传输的通用的新方法。解决了光谱仪串口数据格式的自动识别和工业环境下数据传输设备的抗干扰问题。专门设计的数据传输接口设备的传输距离可达３０００ｍ,端口数目可达３０个。采用星型网络拓扑结构,１０／１００ＢａｓｅＴＵＴＰ线缆连接,提供远程拨入和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ连接,因此能够提供远程数据管理、远程系统维护以及基于局域网和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的二次开发和应用。结合工艺参数管理软件,不仅能够实现分析数据的现场显示,还能实现炼钢过程中合金化调整的加料计算和投料控制,从而实现冶炼过程的临界控制     

微量元素对超大线能量EH36船板热影响区粗晶区组织和性能的影响

通过焊接热模拟研究了在超大线能量下焊接时Al元素、Mg元素和Ti元素含量对EH36高强船板钢热影响区粗晶区组织、性能的影响规律,采用Thermo-Calc热力学计算与SEM,EDS测试相结合的方法揭示了Al元素、Mg元素和Ti元素含量与母材中氧化物类型、尺寸、数量及粗晶区相变的关系.结果表明,Al₂O₃无法诱导针状铁素体相变,当Al元素质量分数低于0.005%时,钢中可形成Mg元素、Ti元素或其复合氧化物,可促进粗晶区针状铁素体相变.Mg元素和Ti元素联合添加时,当Mg元素质量分数由0.004 2%降低为0.001 3%,氧化物类型由MgO转变为Mg₂TiO₄,经统计20个视场内的氧化物数量由408个提高到503个,平均直径由1.37μm减小到1.10μm,显著提高了非均匀形核的比表面积,抑制了晶界铁素体的形成,使t8/5=300 s时粗晶区热模拟试样-20℃冲击吸收能量由43 J提升到127 J.     

37.00R57巨型工程机械子午线轮胎胎圈与轮辋过盈配合优化设计

采用理论设计和有限元分析相结合的方法,对37.00R57巨型工程机械子午线轮胎胎圈与轮辋过盈配合进行优化设计。利用公式计算不同胎圈设计方案轮胎胎圈与轮辋配合的紧密程度、钢丝圈的安全倍数以及胎圈过盈力等,通过有限元模拟分析轮胎充气状态和负荷状态下胎圈与轮辋的接触情况和胎圈冯密斯应力分布情况,并对计算结果进行验证,选出优化方案。采用优化方案试制的轮胎在实际使用中胎圈与轮辋过盈配合恰当,轮胎气密性能良好,且装卸容易,轮胎在长时间使用中能保持正常充气压力。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定低碳低钛硅铁中痕量铌钒锆

采用硝酸、氢氟酸和高氯酸冒烟溶解样品,选取Nb 322.548nm、V 310.230nm和Zr 319.418nm为分析谱线,采用基体匹配法配制标准溶液系列并绘制校准曲线消除基体效应的影响;使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定铌、钒和锆,从而建立低碳低钛硅铁中铌、钒和锆的测定方法。共存元素的干扰校正试验表明,样品中共存元素对待测元素无干扰影响。各待测元素校准曲线的线性相关系数均大于0.9995;各元素的检出限分别为0.0006%,0.0005%和0.0005%。实验方法应用于低碳低钛硅实际样品中铌、钒、锆的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为1.2%~4.7%,回收率为98%~104%。按实验方法测定低碳低钛硅铁样品中铌、钒、锆,测定结果与YB/T 4395—2014、GB/T 223.14—2000和GB/T 223.30—1994测定值相符。     

激光诱导击穿光谱分析钛合金铸件三维成分分布

TiAl类金属间化合物Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr为有潜力的轻量化高温合金,用于精密铸造高温部件。成分配比和铸造工艺影响该钛合金铸件质量和使用性能,有必要研究其三维(3D)空间成分分布。实验利用激光诱导击穿光谱(LIBS)在设定的多个位置进行深度激发,获得每个位置激发深度对应的测量数据。将对应位移系统3D坐标的全部测量数据组合成矩阵,将三维位移系统的3D坐标转换为样品实际测绘的3D坐标,抽取一定比例的多层分布面数据、经Matlab模拟得到3D-成分分布全貌,建立了成分的3D空间分布方法。对Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr涡流器进行3D近表面分析,获得了不同以往的成分分布形态认知。C、Ca元素的层状正偏析平行于样品表面,Cr、V元素的层状负偏析斜交于表面。剔除40 μm表层后计算得到的该钛合金的Al、Ti原子比中位值为1.02,接近配料比值1.03。     

铸造黄铜的原位统计分布分析

采用金属原位分析仪实现了对铸造黄铜ZHPb59-1的大面积扫描,利用原位统计分布分析技术分析了合金中添加元素Zn、P、Mn、Al、Si、Fe、Pb、Ti、B的分布状况,以期能为铜合金行业提供一种快速的表面元素分布分析方法。通过原位扫描技术能快速得到各元素的直观分布图、最大偏析度、最大偏析位置和统计偏析度。研究发现,原位分析得到Zn、P、Mn的分布及对组织影响的结果和金相结果有良好的对应;通过二维成分分布图和三维成分分布图可看出Al、Si、Fe的分布较为均匀。由原位统计分布可推测,Pb存在大量的夹杂相,而P弥散在整个合金中;Ti、B作为主要的变质剂,存在明显的偏析。此外,Cu、P夹杂的原位统计结果与扫描电镜和能谱的结果对应良好。     

激光诱导击穿光谱法判断汽车板表面划痕缺陷

采用激光诱导击穿光谱法对汽车板表面划痕类缺陷进行了分析和判断。通过使用激光诱导击穿光谱深度分析的方法对比了汽车板表面划痕缺陷部位与非缺陷部位的深度分布特点,并在选取的积分段内,对样品表面进行线扫描,得到表面元素的分布情况。依据缺陷部位某些元素的缺失现象,推断了该部位缺陷类型为表面划痕缺陷。判断结果与扫描电镜的检测结果相符。本文建立的方法具有分析时间短（< 30 s）、分析准确度高、无需样品前处理等特点,适用于汽车板表面划痕类缺陷的快速判别。