脉冲磁场对YG8硬质合金组织及性能的影响

以不同磁场强度(0.5 T、1.0 T和1.5 T)的脉冲磁场处理YG8硬质合金试样,研究脉冲磁场对硬质合金显微组织、力学性能及其刀具切削性能的影响。结果表明,随着脉冲磁场强度的提高,硬质合金试样硬度和横向断裂强度均逐渐提高,同时硬质合金刀具的切削性能也逐渐提高。脉冲磁场为硬质合金内的位错运动提供了驱动力,使位错更容易增殖和滑动,形成高密度的位错胞,从而使材料力学性能显著提高,刀具切削性能改善。     

有无电磁场作用下S45C钢的凝固组织

研究了S45C碳钢凝固时，同时接受垂直方向的静态磁场作用以及具有水平分量的交流电。因此，受到电磁力作用的试样，在凝固过程中受到电磁力的影响，将不同电磁搅拌条件下的凝固试样进行切割，然后用化学侵蚀以观察其宏观和显微组织，并且对它们进行了比较。没有实施静态磁场和交流电的钢中，其显微组织为枝晶结构。另一方面，在1特斯拉静态磁场和80A，2KHZ的交流电作用下，其凝固组织为等轴结构。当磁场强度减少到0．3T时，部分凝固组织为等轴结构。在磁场强度为1T常数下，改变交流电频率，使其数值低于80A，凝固组织从等轴结构变为枝晶结构。晶粒细化机理假定为通过电磁力不均匀的分布，对试样进行对流感应后，将枝晶打碎成碎片，使其转变成等轴结构，通过提高电流频率强化电磁力。     

强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为

研究了强磁场对Cu-25%Ag(质量分数)合金凝固组织的影响,分析了不同磁场条件对合金凝固组织的作用机理.研究发现,均恒磁场和梯度磁场对合金的凝固组织有重要影响,改变了富Cu枝晶形貌和尺寸,无磁场条件下初生富Cu枝晶分布不均匀,一次枝晶比较长且粗大,枝晶主要以柱状枝晶为主;在12T磁场条件下,富Cu枝晶分布比较均匀,一次枝晶变短、粗化,枝晶主要以胞状枝晶为主;在负梯度磁场条件下,富Cu枝晶分布不均匀,在试样下部,树枝晶减少,以小平面方式生长的粗大胞晶为主.通过实验研究表明,利用均恒强磁场控制Cu-Ag合金凝固组织,细化晶粒、减小偏析是具有可行性的.     

低压脉冲磁场凝固硅钢的热变形组织和行为

为了细化硅钢铸锭组织，提高其加工性能，研究了低压脉冲磁场对硅钢凝固组织的影响规律，并对比了不同凝固组织的热变形行为和组织。研究结果表明，在硅钢的凝固过程中施加脉冲磁场，传统的柱状晶组织转变为等轴晶组织。随着磁场频率的增加，等轴晶比率(等轴晶面积/整体面积)先增加后降低，等轴晶晶粒尺寸先减小后增大。随着励磁电压增加，等轴晶比率增加，等轴晶晶粒尺寸不断增加，获得最佳脉冲磁场工艺参数，磁场频率为5 Hz,励磁电压为200 V。在该脉冲磁场工艺参数下，硅钢凝固组织中的等轴晶尺寸细化至无磁场作用时的1/2,等轴晶比率提高至100%。对无脉冲磁场的柱状晶组织和施加脉冲磁场(磁场频率为5 Hz,励磁电压为200 V)的等轴晶组织，进行了热压缩试验(温度为950℃,应变速率为0.01 s^-1和0.1 s^-1)和热轧试验(初轧温度1 100℃)。通过微观组织结果发现，无脉冲磁场作用的柱状晶凝固组织在热压缩过程中发生少量动态再结晶，组织中存在难以消除的变形晶粒，影响后续加工性能。脉冲磁场作用下等轴晶凝固组织在相同热压缩条件下获得细小均匀的再结晶组织，平均晶粒尺寸...     

试样尺寸对一种单晶高温合金组织的影响

 通过制备两种不同尺寸单晶试样的凝固试验,研究了试样尺寸对DD3单晶高温合金组织的影响。结果表明,在相同的凝固工艺条件下,试样尺寸增大,合金的一次枝晶间距和二次枝晶间距变大,合金元素的偏析程度稍有增加,枝晶干和枝晶间的铸态γ′相尺寸稍有增大,显微疏松无明显改变,共晶的尺寸和含量增加;经相同的热处理工艺处理后,试样尺寸增大,合金枝晶干和枝晶间的γ′相尺寸稍有增大。     

水平稳恒磁场下Cu-12％Fe合金的凝固组织

研究了施加磁感应强度1T的水平磁场对Cu-12％Fe合金凝固过程中Fe枝晶形貌、XRD及显微硬度的影响.表明,施加1T水平稳恒磁场后,Fe枝晶显著细化,这主要是由于洛伦兹力和热磁对流竞争作用的结果；XRD分析的结果表明,Cu(111)晶面和Cu(200)晶面所对应的峰值强度均明显大幅度增加；显微硬度的测试表明由于Fe枝晶的细化致使施加磁场后样品的显微硬度小幅度增加.     

氧化物冶金与脉冲磁场参数影响钢组织的研究

 脉冲磁场处理与氧化物冶金技术是细化组织、提升材料性能的两种常用方法,将其有机结合可进一步优化钢铁材料的性能。利用自主研制的高频感应线圈加热炉与脉冲磁场发生装置将脉冲磁场非接触式地施加在钛处理低碳钢的凝固过程中,利用金相显微镜、多重分形软件与维氏硬度仪研究了不同脉冲磁场参数对凝固组织的影响。结果表明,脉冲磁场感应强度为135~190 mT、磁场作用时间为5~10 min时,试样的金相组织最细小均匀,原始奥氏体晶粒得到明显细化,原始奥氏体晶粒面积由15.79 mm2下降到1.25 mm2,试样的硬度值由118.1HV提升到165.4HV,此参数下的脉冲磁场对凝固组织的细化程度最佳。     

脉冲磁场对钛处理低碳钢凝固组织的影响

采用自行研制的脉冲磁场发生装置对含Ti低碳钢的凝固过程进行控制,利用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪研究不同放电电压条件下的脉冲磁场对钢中夹杂物的析出行为及凝固组织的影响规律,分析不同凝固冷却速度对脉冲磁场细晶化效果的影响。结果表明:随着放电电压的升高,夹杂物的尺寸先减小后增大,晶内铁素体的数量逐渐增多,凝固组织变得更细小;降低凝固冷却速度,可延长脉冲磁场对钢液凝固过程的作用时间,晶粒的细化效果更明显;当放电电压为80 V,凝固冷却速度为60℃/min时,凝固组织几乎全部由细小的相互交错的针状铁素体组成。     

Hi-B钢连铸坯凝固组织及偏析的研究

通过工业试验,借助低倍检验、化学分析和原位分析等手段,对不同过热度和二冷比水量条件下Hi-B钢铸坯的宏观凝固组织和元素偏析进行分析检测,探究钢水过热度和二冷强度对铸坯凝固组织和元素分布的影响规律。结果表明,提高二冷强度,可使柱状晶率增加,降低过热度,可保留一定数量的等轴晶区。但过热度和二冷强度对铸坯中心等轴晶晶粒尺寸影响较小,铸坯中心等轴晶尺寸为3.0～3.4 mm。随着柱状晶率增加,碳的偏析逐渐改善,硫偏析先加剧后减轻。在过热度20℃、比水量1.38 L/kg的铸坯中,内弧侧粗大晶粒可达9.8 mm,高溶质浓度的钢液在枝晶间隙流动,造成严重的碳、硫偏析。     

具有不同梯度晶粒组织的粉末高温合金疲劳小裂纹扩展原位观察

采用扫描电子显微镜原位观察的方法对某第三代粉末高温合金不同微观组织的疲劳裂纹萌生和小裂纹扩展行为进行了研究，揭示了双性能粉末涡轮盘轮缘（粗晶组织）、轮心（细晶组织）及晶粒过渡区（梯度结构组织）的微观组织对疲劳小裂纹扩展的影响规律。结果表明：缺口处的一次强化相易成为裂纹萌生位置，其中梯度结构组织呈现出从晶界处开裂的多裂纹萌生特征。对于梯度结构试样，室温下的小裂纹扩展行为受微观结构影响显著，疲劳裂纹扩展速率波动较大。在应力强度因子范围较低时，粗晶试样的裂纹扩展速率高于细晶；随着应力强度因子范围逐渐增大，细晶试样的疲劳裂纹扩展速率增加更快，并高于粗晶试样；这与较长的滑移路径、增强的滑移可逆性和较少的晶界阻碍、减弱的不连续度之间的竞争机制相关。     

基于多重分形研究脉冲磁场周期对凝固组织的影响

为了研究脉冲磁场对凝固组织的影响,采用自发研制的脉冲磁场发生装置将脉冲磁场非接触式地施加到钛处理低碳钢的凝固过程中,利用金相显微镜和实验室设计的多重分形软件研究了不同周期的脉冲磁场对凝固组织的影响。结果表明,该钢种的凝固组织具有分形特征;随着脉冲磁场周期的延长,Δα和Δf(α)呈现为先减小后增大的规律,在脉冲磁场周期为0.5 s时,组织最为均匀。由此可以推断脉冲磁场周期对凝固组织的影响存在一个最佳值。     

渐变式电压、电流电渣重熔工艺分析

为了研究渐变式电压、电流电渣重熔工艺对铸锭组织性能的影响,以45号钢为试验原料,采用低倍腐蚀、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸力学试验等手段,对比了传统电渣工艺与参数渐变工艺对铸锭凝固组织及性能的差异。结果发现,重熔阶段先逐步降低过程电压,待电压降到一定值后,再逐步降低电流,直至结束熔炼,可以减小铸锭柱状晶组织与铸锭轴线的夹角,使铸锭组织倾向于定向凝固,提高铸锭轴线方向的抗拉强度。此外,通过该工艺获得的凝固组织中铁素体量降低,珠光体中层片结构得到明显细化。     

半固态铝合金的制备工艺研究

采用自制的电磁搅拌装置，制备出具有球形初生相微粒的半固态Ａｌ６．６％Ｓｉ合金。研究了冷却速率和搅拌强度对半固态合金的球形初生相微粒形成的影响。球形初生相颗粒的生成必须具有适当的冷却速率，而高的磁感应强度则有利于初生相颗粒的细化、球化和均匀化。提出了球形初生相微粒演化机理，认为剧烈的搅拌使初生相在长大过程中，不断发生枝晶臂的弯曲融合、熔断和机械断裂。     

Fusion welding of steel powder metallurgical preforms to wrought copper

Abstract

The present paper reports the feasibility studies on joining low density steel powder metallurgical (PM) preforms with wrought copper. In joining of these materials by tungsten inert gas (TIG) welding, the welding current, pulse frequency and the density of the PM preforms were found to have a strong influence in controlling the weld strength. When welded with lower welding currents (continuous current), copper infiltrated into the PM steel and with higher currents, thermal effects dominated in controlling the weld strength. Through the application of a pulsed current, grains became more equiaxed due to dendrite fragmentation. Microstructural refinement was found to be at a maximum at an optimum pulse frequency, which resulted in maximum tensile strength.     

回火温度对中锰钎杆钢微观组织和力学性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜等方法研究了不同回火温度对中锰钎杆钢的微观组织和力学性能的影响。结果表明,当回火温度由610升至690 ℃时,试验钢的抗拉强度逐渐升高,屈服强度逐渐降低,断后伸长率呈先升高后降低趋势,强塑积在670 ℃时达到28 GPa·%。经短时回火处理后,试验钢获得的微观组织为板条状马氏体,具有良好的塑性,可以满足钎杆钢对强塑积的要求,但是在耐磨性方面还需要进一步提高。     

Structure Evolution and Solidification Behavior of Austenitic Stainless Steel in Pulsed Magnetic Field

 To understand the solidification behavior of austenitic stainless steel in pulsed magnetic field, the solidification process is investigated by means of the self made high voltage pulse power source and the solidification tester. The results show that the solidification structure of austenitic stainless steel can be remarkably refined in pulsed magnetic field, yet the grains become coarse again when the magnetic intensity is exceedingly large, indicating that an optimal intensity range existed for structure refinement. The solidification temperature can be enhanced with an increase in the magnetic intensity. The solidification time is shortened obviously, but the shortening degree is reduced with the increase of the magnetic intensity.     

正交磁场对电火花单脉冲放电中电蚀凹坑的影响规律

电火花放电通道在正交磁场的作用下向洛伦兹力方向偏转、延伸,进而导致电蚀凹坑形貌发生变化,研究磁场辅助电火花加工(MF-EDM)过程中电蚀凹坑的形貌变化规律及特点,对进一步明晰电火花加工机理具有重要意义. 基于MF-EDM气中单脉冲放电试验,使用表面轮廓仪观测电蚀凹坑延伸长度、深度、宽度及放电起始点偏移量,并得出磁场及放电参数对电蚀凹坑的影响规律. 结果表明:电蚀凹坑长度随着磁感应强度、开路电压的增大而增大;电极外伸长度的影响结果相反;电蚀凹坑深度随着磁感应强度、开路电压、电极外伸长度的增加没有明显的变化规律;电容与磁感应强度存在最优参数组合以使凹坑长度最大;随着磁感应强度及放电能量的增加放电起始点的偏移量增加.      

Melt treatment by pulsed magnetic fields aimed at controlling the structure and properties of industrial silumins

Computer modeling of main force factors when treating aluminum alloys by pulsed magnetic fields according to the radial and axial effect schemes is performed. It is established that, when using the radial scheme, the shock wave, which appears in the melt after a single pulse, affects its entire bulk for 40 μs; when using the axial scheme, this time is 416 μs. Experimental studies for industrial silumins AK6M2 and AK10M2N have confirmed the presence of a stable modifying effect under the magnetic pulsed treatment (MPT), notably, dendrite sizes of the α-Al phase and eutectic silicon crystals decrease, density and electrical conductivity increases, and alloy strength and plasticity in a cast state increase. Based on the experimental investigations, it is concluded that the MPT is most manufacturable for the axial effect scheme.     

卷取温度对热轧高强度搅拌罐用钢性能的影响

在实验室研究了不同卷取温度对C-Si-Mn-Al热轧高强度搅拌罐用钢组织性能的影响。采用激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等技术对试验钢在不同卷取温度下的组织、力学性能进行对比研究。研究结果表明,试验钢在580、550 ℃卷取得到铁素体和珠光体组织;在400 ℃卷取得到铁素体和贝氏体组织;在300 ℃低温卷取得到铁素体、贝氏体和马氏体组织;在150 ℃低温卷取得到铁素体和马氏体组织。随着卷取温度的降低,试验钢的抗拉强度与硬度逐渐增大,伸长率逐渐降低。试验钢在300 ℃模拟卷取时抗拉强度达到1 029 MPa,维氏硬度为342.6;在150 ℃模拟卷取时抗拉强度高达1 265 MPa,维氏硬度达到360.7,屈强比达到最低,仅为0.58。     

基于数值模拟的镍基高温合金电渣重熔工艺优化

利用MeltFlow软件对镍基高温合金电渣重熔过程进行数值模拟计算,探究了电渣重熔过程中温度场、流场、熔池形貌及微观组织的分布特点,通过工业试验验证模拟的准确性,定量分析熔速对熔炼过程的影响规律,提出了一种改善铸锭凝固质量的工艺优化方法.结果 表明,渣池内的温度相对较高且分布均匀,熔池形貌近似"V"型.铸锭一次枝晶间距...