SSP定宽压力机定宽过程的有限元分析

利用Solid Works建立板坯定宽几何模型,并在非线性大变形有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA中系统的模拟了板坯定宽全过程,研究了板坯在不同侧压区域的侧压冲击力及应力状态变化规律,对比了相同规格板坯在不同侧压量下及不同规格板坯在相同侧压量下的模拟结果。结果表明:板坯头尾部是非稳定变形区,板坯中部是稳定变形区;板坯侧压冲击力、板坯应力以及截面狗骨高度都随侧压量的增加而增大;板坯厚度与冲击力和狗骨高度成正比,板坯宽度与冲击力和狗骨高度成反比。因此,合理选择侧压量及板坯规格,严格控制冲击力的大小,不仅有利于改善板坯质量、提高设备使用寿命,也为生产现场定制板坯规程提供了参考。     

SP大侧压变形后板坯形状的研究

文章采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,研究了SP(Sizing Press)侧压调宽过程中板坯的变形规律、SP侧压变形后板坯形状的特征、不对称变形条件和侧压量对板坯尾部翘曲的影响规律以及板坯形状对后续水平轧制后轧件板形的影响。研究结果表明,SP侧压变形过程中,板坯的变形是不均匀的。侧压后板坯的形状具有板坯头尾呈鱼尾形;横截面呈狗骨状;板坯宽度呈周期性变化,侧面形成压痕,板坯侧面厚度也相应呈周期性变化;垂直方向的不对称变形条件容易造成板坯尾部翘曲;产生尾部翘曲的板坯经过水平道次轧制后,会造成尾部宽度增加;SP侧压后板坯的宽度波动会引起水平轧制后轧件的宽度波动等特征。     

冷却条件对铝板坯变形影响的试验研究

设计了动态测量板坯温度场和变形过程的试验装置，通过采用不同冷却边界条件的水库，研究了边界条件对板坯温度场和变形的影响。探索了板坯的变形行为与温度场的关系及其控制方法，试验表明：板坯的凝固进程直接影响其成形及冷却后的外形轮廓，四周均匀的凝固进程有利于得到平直板坯。     

定宽机定宽过程轧制力有限元分析

为了研究板坯定宽过程中不同变形区内轧制力的变化情况，利用有限元的方法建立了板坯定宽有限元模型，系统地模拟了板坯定宽的全过程，得到轧制力随时间变化的规律，为制定板坯的侧压规程提供了理论依据。     

新型连铸板坯切割设备

目前德国发明了在连铸机上用氧气切割板坯的新方法,并已获得专利。长期以来,氧气切割板坯一直未解决在切割区和切断后板坯的支撑问题。新发明通过在切割区采用对称设置的悬臂辊(用于支撑板坯)及其支撑架解决了这个问题。新发明设备的切割过程是:板坯以铸速行至切割区,通过机械作用使切割机与板坯同步运动,然后用接触式探测装置测定板坯的位置和宽度,接着开始切割作业。在切割时,悬臂辊与氧气烧嘴同步运动,由于悬臂辊仅支撑板坯的边部,所以可以进行纵向或     

电磁铸造铝合金大板坯的变形研究

设计了电磁铸造模拟试验装置,研究了电磁铸造大板坯工艺参数,如浇注温度、冷却水量、喷水孔距等对板坯变形的影响,探索板坯的变形与其凝固阶段温度场的关系及其控制方法。实验结果表明：合理调整影响板坯凝固进程的电磁铸造工艺参数,能够有效地减小变形,提高板坯平直度。     

马钢板坯自动火焰清理机生产实践

连铸板坯料表面缺陷对轧制成品质量有重要影响,板坯自动火焰清理机是去除板坯表面裂纹、皮下气泡、夹渣等缺陷,提高成品卷表面质量的最有效方式。介绍了马钢板坯自动火焰清理机基本参数、工作原理、工作流程、板坯漏清原因及对策和应用情况。目前,马钢板坯自动火焰清理机运行稳定,清理后板坯表面质量较好,自动火焰清理后铸坯冷轧成品卷缺陷比例比不清理铸坯下降40%。     

减少连铸无委托板坯的措施及实践

由于无委托板坯影响企业的资源利用率和合同的完成,无委托板坯管理日益引起了钢铁企业的重视.在宝钢第二炼钢厂,无委托板坯的来源有合同原因、质量原因和规格原因,其中主要是合同原因和质量原因,从无委托板坯产生的源头、操作过程和质量管理等方面采取了措施,使无委托板坯下降了50%以上.     

连铸质量数据库的开发与应用

介绍了邯钢三炼钢厂拥有自主知识产权板坯质量数据库的软件开发、硬件架构以及应用情况。分析了连铸板坯质量数据库在解决三炼钢板坯连铸质量问题,以及实现连铸质量控制数字化和信息化中所发挥的重要作用;阐述了连铸板坯质量数据库性可移植性和可推广性。     

双辊铸轧镁合金板坯微观组织特征

利用自行开发的镁合金双辊铸轧设备，通过镁合金铸轧工艺试验，制备出AZ31镁合金铸轧板坯。研究了双辊铸轧镁合金板坯显微组织特征及铸轧温度对板坯微观组织影响规律。结果表明，镁合金双辊铸轧板坯晶粒细小，均匀圆整，显微组织具有快速凝固和半固态组织特征；铸轧温度对板坯显微组织的影响显著，当铸轧温度为685℃时，镁合金铸轧板坯获得理想的显微组织。     

半固态金属铸造的新进展——注射成形

介绍了半固态金属铸造的最新发展趋势-注射成形,它将塑料的注射成形原理应用于半固态金属铸造中,集半固态金属浆料的制备、输送、成形等过程于一体,较好地解决了半固态金属浆料的保存输送和成形控制等问题。通过简述几种半固态金属注射成形工艺方法的原理及特点,试图展示兰固态金属铸造技术工程应用的关键及发展方向。     

半固态金属铸造的新进展——注射成形

介绍了半固态金属铸造的最新发展趋势———注射成形 ,它将塑料的注射成形原理应用于半固态金属铸造中 ,集半固态金属浆料的制备、输送、成形等过程于一体 ,较好地解决了半固态金属浆料的保存输送和成形控制等问题。通过简述几种半固态金属注射成形工艺方法的原理及特点 ,试图展示半固态金属铸造技术工程应用的关键及发展方向     

金属纳米材料的进展

简述了近年来金属纳米材料的研究和发展情况;概述了金属纳米材料的特性、用途和粉体及块状金属纳米材料的制备;结合当今金属纳米材料制备和研究领域的前沿技术和成果,展望了金属纳米材料的发展方向和前景。     

非晶合金冲击韧性研究现状及展望

非晶合金因其独特的内部结构,具有优异的力学性能。例如:高强度、高硬度、大弹性极限等,是一种先进的结构工程材料。材料的冲击韧性能够反映材料内部的细微缺陷和抗冲击性能,是材料强度和塑性的综合表征,是一种重要的力学指标。本文对非晶合金冲击韧性研究现状进行综述,介绍试样尺寸、服役温度、合金成分、热处理等因素对非晶合金冲击韧性的影响,总结了改善非晶合金冲击韧性的措施,并对今后非晶合金冲击韧性研究值得关注的问题进行展望。     

金属薄膜结合性能的评价方法研究

针对Al2O3基体上磁控溅射沉积的Au／NiCr／Ta多层金属薄膜，用压痕法、滚动接触疲劳法、摩擦力和声发射两种模式同时监测的划痕法，对比研究了金属薄膜与基体的结合性能。结果表明：压痕试验从压痕形貌上很难判断薄膜与基体是否发生剥离，压入过程中也没有诱发裂纹的产生，更无法分辨薄膜层间的分离；由于金属薄膜的塑性变形，滚动接触疲劳法很难应用于金属薄膜结合性能的表征：划痕法可应用于多层金属薄膜的特异划擦行为研究，其中摩擦力模式能反映压头进入不同金属膜层时的变化，层间声发射信号的灵敏度不如摩擦力信号，对应试验条件，摩擦力曲线存在若干以拐点为特征的载荷，摩擦力曲线上出现的拐点及拐点特征载荷值可以在一定程度上反映多层膜的层数和层厚，并可刻划出该膜／基体系承受压入载荷而不发生剥落的能力。     

新型金属材料(二)

探讨了新型金属材料的现状、应用与发展，包括金属间化合物、非晶带和大块金属玻璃合金、纳米晶粒尺度的金属材料及金属基复合材料等，并对其发展远景进行了预测。对传统金属材料的现状也进行了分析讨论，认为金属材料是最重要的结构材料和功能材料。全方分两期发表。     

Size-dependent shear fracture and global tensile plasticity of metallic glasses

The tensile ductility or brittleness of metallic glasses is found to depend strongly on the critical shear offset. Based on experimental observations, the tensile shear fracture processes of metallic glasses can be divided into three stages: multiplication and coalescence of the free volume, formation of void and the final fast propagation of a shear crack. Accordingly, the size effect on the tensile shear deformation processes of metallic glass can be well understood: with decreasing specimen size smaller than the equivalent critical shear offset, the shear deformation of metallic glass is changed from unstable to stable, which leads to a transition from global brittleness on the macroscale to large global plasticity or even necking on the microscale. These results are fundamentally useful in understanding the physical nature of tensile shear deformation of various metallic glasses and even in the design of new metallic glass materials with good plasticity.     

选择性键合金属-类金刚石复合薄膜的性能研究

目的研究具有选择性键合作用的掺杂金属元素(Cu、Al、Ti)对类金刚石(DLC)薄膜的结构和摩擦学性能的影响。方法以高纯石墨及其与金属复合靶作为靶材,采用离子源镀膜技术分别在n-型(100)单晶硅片和抛光304不锈钢片基体上制备金属-DLC复合膜。采用514.6 nm氩离子激发源的Raman光谱仪,对金属-DLC复合薄膜进行拉曼光谱分析。采用努氏硬度计和表面轮廓仪测量计算薄膜的硬度和残余应力。采用原子力显微镜(AFM)观察DLC薄膜的表面形貌和结构。使用球-盘滑动磨损试验机对DLC复合薄膜进行摩擦学性能分析。结果类金刚石薄膜中掺入不同金属元素掺杂后,摩擦系数保持相对稳定,但磨损率存在较大差异。无掺杂DLC膜中的sp~3键含量最高,薄膜硬度高,残余应力大,在摩擦过程中易脱落。Ti-DLC金属复合膜的表面质量最好,结构致密,残余应力释放的同时保持较高的硬度,测得其磨损率最低,为0.13×10~(-15) m~3/nm。结论通过在DLC膜中掺杂不同键合能力的金属元素能够调控DLC薄膜的微观结构,改善薄膜的力学性能(硬度、残余应力),提高薄膜的抗磨损性能。薄膜的摩擦学性能与薄膜的微观结构与金属掺杂元素的存在形态有关。     

新型金属材料(一)

探讨了新型金属材料的现状、应用与发展，包括金属间化合物、非晶带和大块金属玻璃合金、纳米晶粒尺度的金属材料及金属基复合材料等，并对其发展远景进行了预测。对传统金属材料的现状也进行了分析讨论，认为金属材料是重要的结构材料和功能材料。全文分两期发表。     

Microstructures of the scales formed on zircaloy-4 in steam at elevated temperatures

The ZrO ₂ scales formed on Zircaloy-4 PWR tubes during corrosion in steam in the temperature range of 1000–1300°C have been found to contain a metallic phase that is relatively rich in Sn. The precise composition of the metallic phase has not been determined. Most of the metallic phase is located in a line of metallic particles, which is oriented parallel to the alloy-scale interface and located near the center of the scale. The exact morphology of the scale on either side of the particle line has not been identified. The oxide between the metallic particles and the scale-steam interface contains very little Sn, except for a narrow zone adjacent to the scale-steam interface, which was formed in the beginning of the reaction. It appears that the scale between the metallic particles and the alloy-scale interface consists of thin columnar grains of ZrO ₂ with a very fine metallic phase probably located at the ZrO ₂ grain boundaries. The experimental evidence presently available indicates that the metallic phase exists in the scales at the reaction temperature. If the metallic particles were rich enough in Sn, then a liquid metallic phase would exist in the oxide during the reaction. Kinetic studies demonstrate that these particles move with respect to the scale-steam interface toward the center of the alloy during the course of the oxidation reaction. It appears that the presence of the line of metallic particles could, under certain conditions, markedly influence the mechanical properties of the oxide scales formed on Zircaloy-4.This research was sponsored by the U.S. Nuclear Regulatory Commission under an interagency agreement with Union Carbide Corporation.