镍基高温合金叶轮熔模铸造过程的数值模拟

采用有限元分析软件Pro CAST模拟了IN792合金在叶轮熔模铸造工艺中的充型凝固过程,分析了在充型凝固过程中缺陷形成的原因,分别探究了不同的浇铸速度、浇铸温度和型壳温度对凝固过程所产生缺陷的影响,通过正交试验的方法得到了最佳的工艺并对其充型凝固过程进行了分析。模拟结果表明:叶轮中存在缺陷,且缺陷主要集中在叶片薄壁处;叶片薄壁处缩松的数量随着浇铸速度的增加而增加,即减小浇铸速度可以得到质量较好的铸件;随着浇铸温度的提高,缩松逐渐减少,但是叶片上的缩松减少到一定程度后趋于平稳,说明浇铸温度对于缩松来说在一定范围内所产生的影响较小;型壳温度对铸件的缩松有很大的影响,随着型壳温度的增大,叶片上的缩松随之增加;最终得到了一套最佳的工艺方案:浇铸温度1420℃,浇铸速度0.8 m·s-1,型壳预热温度350℃;采用该工艺后,铸件中疏松数量明显减少,单个疏松尺寸明显缩小。     

铬锆铜合金裂纹原因分析

在非真空条件下生产铬锆铜合金产品存在裂纹等缺陷，通过宏观和微观分析方法对铬锆铜合金产品裂纹原因进行分析。结果表明，熔炼铬锆铜合金时形成的夹杂物是产生裂纹的主要因素，铬元素等弥散程度差别明显会导致合金性能不均匀。通过优化工艺，提高了产品质量。     

防止钢管表面增碳淬火裂纹及夹渣缺陷研究

针对中碳铬钼钢圆坯在轧制和热处理后钢管表面出现的增碳淬火裂纹和夹渣缺陷,取样分析表明钢管表层局部存在增碳层,其碳含量远高于正常基体部位,在调质处理过程中极易产生淬火裂纹。研究认为增碳及夹渣缺陷产生原因是连铸保护渣不适应、结晶器液面异常波动、浇铸工艺不完善。通过选择适当的保护渣、合理的浇铸工艺以及稳定的浇铸条件,有效地解决了该缺陷的产生。     

CuNi14Al3合金收缩环的工艺性缺陷研究

CuNi14Al3合金收缩环通过真空熔铸,锻造,去应力退火等工艺制备而成。在生产工艺过程中常遇到以下问题:铸锭表面质量差,开坯前去除废料较多;锻造开裂;成品件无损探伤到孔洞、裂纹等缺陷。本研究采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)以及维氏硬度仪等对CuNi14Al3合金收缩环每一步加工工艺后的显微组织和性能进行对比分析,观察到整个制备过程中主要存在四类工艺性缺陷,分别是显微孔洞、成分偏析、混晶组织以及裂纹。研究结果显示,这一系列工艺性缺陷的产生归因于合金的凝固特性,包括凝固时间、凝固顺序以及凝固收缩等,使得原始铸态合金枝晶组织粗大,一次枝晶干最长可达10 mm以上,且枝晶偏析、显微疏松严重,通过后续热加工,这些缺陷未能得到完全消除,甚至进一步形成混晶组织、裂纹等。研究表明,要抑制甚至消除以上缺陷的产生,需要从缺陷根源凝固入手,优化加工工艺,严格控制铸件品质。     

薄板坯连铸高强钢700L工艺优化

为了解决唐钢FTSC薄板坯连铸在浇铸700L钢种过程出现的质量问题,首先通过对薄板坯连铸坯壳在漏斗型结晶器内受力情况和FTSC(Flexible Thin Slab Casting)二冷喷水布置的分析,同时结合钢种特性分析了700L钢种出现表面裂纹和铸坯内裂的原因。根据上述分析结果对连铸结晶器锥度、结晶器水量、中包过热度、保护渣、二冷水等工艺进行了优化,试验结果表明:通过增加开浇锥度,降低结晶器水量,降低中包过热度,调整保护渣粘度和碱度参数,降低连铸二冷水中喷水量等措施有效解决了薄板坯连铸高强钢的表面裂纹和铸坯内裂缺陷,优化后试制过程热相图稳定,铸坯表面质量、内部质量良好,本研究为薄板坯连铸产线浇铸高强钢提供了理论基础和实践经验。     

真空处理高比重合金(95W-3.5Ni-1.5Fe)的室温拉伸性能和断裂韧性值K_(Ic)的一致性

本文研究了液相烧结钨基高比重合金(95W-3.5Ni-1.5Fe)在不同真空处理制度下室温拉伸性能和断裂韧性值K_(Je)的关系。结果表明真空处理温度的升高,室温拉伸性能σ_b、δ和断裂韧性值K_(1c)都明显增加。显示了口σ_b,δ和K_(1c)随真空处理温度变化的一致性。本文讨论了真空处理后,合金的室温拉伸性能σ_b、δ和断裂韧性值K_(1c)的变化规律及其内在原因。还进一步阐明了合金力学性能的改善是由于聚集在W颗粒和粘结相介面的氢含量减少,从而提高了W颗粒和粘结相的结合力所致。最后还讨论了断裂韧性测试中,预制疲劳裂纹以及求裂纹平均长度α的问题。     

H型钢连铸质量缺陷和浸入式水口结构优化的数值模拟

研究的H型钢Q235(/%:0.06c,0.30si,1.60Mn,0.010P,0.003S,0.025Mo,0.40Ni,0.017Ti,0.15Cu)由80 t LD-LF-喂硅钙线-28 t中间包-430 mm×300 mm×85 mm H型连铸一热轧工艺生产。由于H型铸坯易产生纵裂纹缺陷,根据H型连铸坯采用直通型浸入式双水口浇铸的实际工艺参数建立数学模型,采用流体有限元软件CFD进行结晶器流场和温度场分布汁算,得出直通型双水口浇铸时,熔池冲击深度大,不利夹杂上浮;液面得不到足够热量补充,导致坯壳过早凝固,不利于化渣。数值模拟结果表明,改用三侧孔水口进行浇铸,避免了直通型水口的不利因素,流场和温度场分布合理,可降低漏钢事故和裂纹发生的机率。     

超高强度β21S合金铸锭成分均匀性的控制

针对超高强度β21S合金（Ti-3al-15Mo-2.7Nb-0.2Si)熔炼上的技术难点,采用真空自耗电弧熔炼和真空凝壳浇铸的方法,研究了Mo,Nb合金元素的添加式以及熔炼工艺参数对该合金铸锭成分均匀性的影响,结果表明：以Ti-Nb,Ti-Mo中间合金为配料,采用合理的熔炼工艺,可获得性能良好,成分均匀的β21S合金铸锭。     

Si含量对选区激光熔化制备GH3536合金样品微观组织影响

GH3536是一种应用广泛的Fe基变形高温合金。通过采用真空感应熔炼(VIM)制备不同Si含量的GH3536母合金,采用等离子旋转电极法(PERP)制备GH3536合金粉体,采用选区激光熔化方法(SLM)制备了不同Si含量3D打印GH3536合金样品,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究样品的微观组织,发现高Si含量粉体制备的GH3536样品中存在明显裂纹,并分析裂纹形成原因。     

冷轧锆合金管裂纹缺陷分析

通过对LD-15三辊轧机生产的核用锆合金包壳管无损检测数据分析,认为成品连续冷轧工艺和三辊轧制变形方式均对管材裂纹生核及扩展有诱发作用。从管材变形不均度和微观变形机制对此缺陷产生原因进行初步分析,以改进核用锆合金包壳管冷轧工艺和提高成品管无损检测合格率。     

包晶钢连铸坯表面纵裂与保护渣性能选择

 某钢厂宽厚板250 mm×1 820 mm连铸机使用包晶钢类型MB-59型保护渣生产[w(C)]为0.120%～0.150%钢种时,连铸坯表面出现大量纵向裂纹与皮下裂纹缺陷。通过提高保护渣碱度,降低保护渣黏度,改善铸坯坯壳与结晶器壁之间渣膜传热等技术措施,使铸坯的表面裂纹与皮下裂纹缺陷得到了有效控制。同时,对浇注[w(C)]为0.090%～0.120%钢种时采用MB-59型保护渣连铸坯表面无裂纹的原因进行了探讨分析,认为由于选分结晶,优先凝固的坯壳中碳质量分数低于钢液原始碳质量分数,使优先凝固的坯壳中[w(C)]实际已经小于0.090%,不再属于裂纹敏感性强的包晶钢范围,因此表面质量较好。     

DZ125合金涡轮叶片表面点状缺陷分析

利用扫描电镜(SEM)及其附带的X射线能谱仪分析了DZ125合金叶片表面"墨点"缺陷分布区域和类型,发现夹杂物主要分布在叶背上,且缺陷由三种类型的氧化物构成:第一种为HfO_2,第二种为Al_2O_3,第三种为SiO_2。产生墨点缺陷的原因有二:一是DZ125合金中含有的活泼元素Hf在高温下与型壳材料发生反应;二是型砂中碱金属氧化物超标。     

减少冷轧IF钢表面条痕缺陷的生产实践

针对攀钢IF钢冷轧板出现的条痕缺陷,在对冷轧板、热轧板及铸坯取样分析的基础上,得出铸坯皮下微裂纹、浇铸过程保护渣卷渣以及铸坯中的夹杂物是IF钢冷轧板条痕缺陷产生的主要原因。通过采取降低钢包顶渣氧化性、控制渣中w(CaO)/w(Al2O3)比值,延长RH脱氧合金化后的循环时间、控制铸机拉速及提高保护渣黏度等技术措施后,冷轧板的条痕缺陷得到了有效控制,因条痕缺陷引起的降级改判率由10.97%降至1.00%以下。     

高合金冷轧带材表面起皮缺陷分析

高合金冷轧带材表面通常出现两种类型的起皮缺陷,会显著降低带材的成材率。借助金相显微镜及电子探针对不同类型起皮缺陷的微观组织进行了形貌观察和成分分析,结合连铸工艺参数的研究,分析了高合金冷轧带材表面起皮缺陷的原因。结果表明,由于连铸结晶器内部温度场不均匀产生热应力或坯壳厚度不均匀,从而导致铸坯表面或皮下产生裂纹,经冷轧加工后即形成第一种类型的起皮缺陷;或是由于连铸过程中保护渣被卷入钢液,在连铸坯上形成皮下夹渣,经冷轧加工后便形成第二种类型的起皮缺陷。通过调整和改进连铸工艺,大大降低了起皮缺陷的发生率。     

锆合金焊缝在酸性环境中的应力腐蚀损伤机制研究

采用超景深光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计对锆合金702焊缝的显微组织与力学性能进行观察和分析;对锆合金焊缝的铆钉连接工况及塑性变形进行模拟,分析其对锆合金焊缝在5 mol·L~(-1)的醋酸溶液中腐蚀损伤的影响,研究了氢对锆合金焊缝在5 mol·L~(-1)的醋酸溶液中腐蚀损伤的影响。结果表明:焊缝金属为等轴晶状组织,焊缝和热影响区没有发生硬化和脆化现象,焊接过程中发生了铁离子污染,在酸性腐蚀介质中产生了均匀腐蚀,为应力腐蚀裂纹的产生提供了加速条件。铆钉的使用使连接处不仅有塑性变形,而且还产生了应力,较大的塑性变形容易使表面氧化膜破裂,加快了锆合金在酸性腐蚀介质中的溶解。服役环境中存在的大量氢气进一步促进了较大应力的产生和微观缺陷的扩展,在应力和酸性介质的工作条件下产生了沿晶扩展的应力腐蚀裂纹,导致锆合金焊缝损伤失效。     

铜连铸坯中裂纹和孔洞的形成机理和工艺控制研究

分析了SCR连铸连轧生产线铜连铸坯中常见的裂纹和孔洞缺陷类型,探讨了在连铸过程中铜铸坯中裂纹和孔洞缺陷的形成机理和可能原因,并提出了减少裂纹和孔洞缺陷的工艺控制措施。研究认为,铜连铸坯中裂纹的形成与铸坯的高温力学性能、铸坯的应变行为、凝固冶金行为和铸造机设备运行状态有关;孔洞的形成主要与熔铸过程中的水蒸汽、浇铸速度、涂炭层不均匀以及浇铸温度不稳定有关;通过对铜原料的处理和熔炼气氛、涂炭工艺和铸造轮干燥工艺的控制以及铜液的过热度、浇铸速度和冷却效果的控制,可以有效减少铜连铸坯中孔洞和裂纹缺陷的出现。     

钢铁产品表面裂纹缺陷的分析研究

钢铁产品的表面裂纹缺陷，主要产生于钢的冶炼和浇铸过程，这些缺陷在轧制过程中不但难以消除，有时还会因变形不均等原因而进一步扩展。对于大部分冶金企业来说，炼钢厂的大部分钢锭是热送初轧厂的，其输送过程的检查条件较差，这就使得产生于冶炼和浇铸过程中的钢锭表面...     

H型钢边部裂纹原因分析

H型钢出现批量边裂缺陷,通过连铸坯低倍检验、气体分析和金相检验等方法,找出了连铸坯质量缺陷(表面细微裂纹、夹杂物含量高)是产生边部裂纹的主要原因。在炼钢、连铸工序采取了相应的改进措施,使得H型钢边部裂纹情况得到了有效控制。     

铜合金铸锭典型缺陷产生的原因及解决办法

总结了铜及其合金铸锭生产中产生的偏析、气孔、缩孔与缩松、夹杂、裂纹及冷隔等几种典型缺陷,并分析了这些缺陷产生的原因,探讨了相应的解决方法。     

Q235连铸板坯角部裂纹形成机理及控制

为了解决Q235连铸坯角部裂纹缺陷,采用缺陷微观形貌分析和工艺参数影响规律统计分析相结合的方法研究了缺陷形成原因。结果表明：铸坯矫直前AlN大量析出是其产生角部裂纹的主要原因。基于AlN析出热力学分析,随着钢中铝和氮含量降低,AlN开始析出的温度下降,矫直温度范围内AlN析出量显著减少。考虑实际生产,确定了降铝措施作为改善铸坯角部裂纹缺陷的控制措施,现场应用后,Q235连铸板坯角部裂纹指数由3.59下降到0.19,钢中铝的质量分数平均下降126.64×10^-4%,合金使用成本降低。