基于热模拟的G3钢双丝埋弧焊粗晶区组织和磨损性能研究

利用热模拟试验机Gleeble3500模拟单、双丝埋弧焊条件下线能量分别为19、25、39、50 k J/cm时的G3钢粗晶区组织。对模拟的粗晶区组织、硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明,随线能量增加,粗晶区晶粒长大,同时针片状析出物析出、聚集、长大。线能量≤39 k J/cm时,其对粗晶区的硬度、耐磨性等影响不大,但当线能量增加到50 k J/cm时,粗晶区晶粒显著长大,析出物有重熔迹象,硬度降低、耐磨性变差。     

线能量对G5钢粗晶区组织性能影响的热模拟研究

利用热模拟试验机Gleeble3500模拟了G5钢在单、双丝埋弧焊时四种线能量下的粗晶区组织。通过冲击试验、断口分析、金相观察、硬度试验和滑动磨损试验,对模拟粗晶区的组织和性能进行了研究。研究显示:随线能量的增大模拟粗晶区晶粒变大,该区组织主要为马氏体+残奥+碳化物,当线能量≥39 kJ/cm时还出现贝氏体。四种线能量下的模拟粗晶区冲击功均很低,冲击试样断口均为晶粒状脆性断口,断口启裂处微观断裂机制均以沿晶断裂为主。线能量为25 kJ/cm时模拟粗晶区的硬度和耐磨性最高,进一步增加线能量硬度和耐磨性略有下降。可以认为,线能量对模拟粗晶区的组织有一定影响,但对该区性能影响不大。     

G3钢双丝埋弧焊粗晶区韧性的焊接热模拟研究

使用Gleeble-3500热模拟试验机对G3钢试样进行焊接热影响区粗晶区的热模拟试验,模拟的线能量分别为单丝埋弧焊的19、25 kJ/cm和双丝埋弧焊的39和50 kJ/cm。通过冲击试验和断口分析,研究了G3钢模拟双丝埋弧焊粗晶区的韧性。结果表明,无论在单丝还是双丝埋弧焊的线能量下,G3钢粗晶区的韧性均很差,冲击功在1.58~1.78 J之间,断裂机制均为沿晶断裂+解理断裂。随着线能量的增加,试样粗晶区的韧性无显著变化,G3钢本身材料特性是影响其粗晶区韧性的主要原因。     

线能量对NM12焊丝熔敷金属道间粗晶区性能的影响

NM12是自行研制的一种新型耐磨药芯焊丝。利用Gleeble3500热模拟试验机模拟了该焊丝熔敷金属在19.5、25、39、50 k J/cm四种线能量下的道间粗晶区组织。通过冲击试验、金相观察、硬度试验和滑动磨损试验对模拟粗晶区的组织和性能进行了研究。结果显示:随着线能量的增大,模拟粗晶区的晶粒增大,析出物增多,残奥减少,组织为马氏体+碳化物+残奥;当线能量为50 k J/cm时,出现粒状贝氏体。在四种线能量下NM12焊丝熔敷金属模拟粗晶区的冲击功都很低。模拟粗晶区试样的硬度随线能量的增加而略有增加,耐磨性能随着线能量的增加先提高后小幅降低,线能量为25 k J/cm时磨损量最小。研究认为,线能量对NM12焊丝熔敷金属模拟粗晶区性能的影响不大,该焊丝可应用于双丝埋弧焊的大线能量下。     

热输入对Q550D高强钢热影响区组织和性能的影响

对工程机械用Q550D钢进行不同热输入的焊接热模拟试验,研究其金相组织、硬度、冲击性能和冲击断口形貌。结果表明,模拟的粗晶区主要组织为板条贝氏体,当线能量超过20 kJ/cm时组织中还出现了少量粒状贝氏体。随着热输入的提高,原始奥氏体晶粒和贝氏体板条逐渐粗化;粗晶区的平均硬度值逐渐降低,当线能量为15 kJ/cm时粗晶区明显硬化,而当线能量达到30 kJ/cm时软化;冲击功逐渐降低,特别是当线能量超过20 J/cm时模拟的粗晶区冲击韧性严重恶化。     

焊接热输入对低合金高强钢焊接热影响区组织性能的影响

采用CO2气体保护焊,研究了不同的焊接热输入对低合金高强钢ASTMA572GR.65钢在预热与不预热条件下焊接热影响区组织和性能的影响.研究表明,在小线能量(10kJ/cm)下,Nb(C,N)等第二相粒子在粗晶区能起到抑制晶粒长大的作用,使得晶粒比较小,而大线能量(40kJ/cm)下,这些粒子完全溶解,几乎没有起到对粗晶区晶粒长大的抑制作用.另外,小线能量(10kJ/cm)下,焊前预热有利于生成较细小的淬硬组织,对GR.65钢粗晶区的韧性起有利作用,而大线能量(40kJ/cm)下焊前预热反而使粗晶区组织粗大,并生成上贝氏体等韧性很差的组织,会对整个焊接热影响区产生不利影响.     

W11焊丝熔敷金属道间粗晶区的热模拟试验

采用热模拟试验机模拟W11焊丝熔敷金属在单、双丝埋弧焊四种线能量下的粗晶区组织。通过冲击试验、断口分析、金相观察、硬度试验和滑动磨损试验对模拟粗晶区的组织和性能进行了研究。研究显示:随着线能量的增加,W11焊丝熔敷金属模拟粗晶区的冲击功增大,双丝埋弧焊粗晶区的韧性比单丝的好。随着线能量的增大,模拟粗晶区的晶粒增大,析出物增多,残奥减少。当线能量为50 k J/cm时,组织形貌有明显改变。粗晶区模拟试样的硬度和耐磨性能随着线能量的增大先降低后升高,双丝埋弧焊粗晶区的硬度和耐滑动磨损性能优于单丝埋弧焊。因此在双丝埋弧焊的大线能量下,W11焊丝粗晶区的性能得到较大改善。     

X70管线钢焊接热影响区组织和韧性研究

通过焊接热模拟的方法，研究了焊接线能量对X70管线钢焊接热影响区组织和低温韧性的影响。结果表明，在25kJ／cm的焊接线能量下，热影响区粗晶区的组织发生粗化，韧性显著降低；随着焊接线能量增加，低温韧性进一步恶化。然而，焊接线能量对细晶区的组织和低温韧性影响不大，在60kJ／cm的大焊接线能量下．细晶区仍能获得优良的低温韧性。     

Ti处理改善船体钢焊接粗晶区的低温韧性研究

采用Gleeble 1500D热模拟试验机对Ti和Al处理船体钢进行不同热输入焊接热模拟实验, 并利用OM和SEM研究了母材和热模拟粗晶区氧化物夹杂及显微组织. 结果表明: Ti处理钢中弥散分布的Ti氧化物具有良好的高温稳定性, 75 kJ/cm的焊接热输入对其形貌、成分及尺寸无影响, 能有效促进晶内针状铁素体(AF)形核长大. Al处理钢中以Al₂O₃为核心的复合夹杂高温易分解, 不能促进晶内AF形核. 线能量大于50 kJ/cm的大热输入条件下, Ti处理钢模拟粗晶区的低温韧性明显高于Al处理钢. t_8/5>40 s时, Ti处理钢中较多的晶内AF组织抑制了M-A岛形成, 细化了基体铁素体组织, Al处理钢中的TiN和Nb(C, N)第二相粒子粗化, 粗晶区晶粒异常长大, 大于Ti处理钢中的奥氏体晶粒尺寸.     

热输入对Q500CF钢板焊接热影响区组织和冲击性能的影响

通过埋弧焊试验和Gleeble热模拟试验研究了热输入对Q500CF钢热影响区(HAZ)组织和冲击性能的影响.埋弧焊结果表明,热输入为15～ 50 kJ/cm时,HAZ的-20℃冲击吸收功大于等于146 J;HAZ中熔合线(FL)处冲击吸收功最低且随热输入增大而减小.组织观察表明,随热输入增加,粗晶区组织由15 kJ/cm时的板条贝氏体(LB)和粒状贝氏体(GB)转变为50 kJ/cm时的GB组织;临界粗晶区在晶界上出现了大量l ～7 μm的M-A组元,导致低温冲击韧性恶化.Gleeble热模拟结果表明,热输入为50 ～ 70 kJ/cm时,粗晶区GB组织粗化并导致该区冲击韧性恶化.因此为确保多道焊焊接接头HAZ低温冲击韧性,焊接热输入应限制在15～50 kJ/cm之间.     

基于分路分量冷却的主轴热偏移控制方法研究

为有效控制主轴的热偏移现象,对数控卧式铣镗床主轴系统进行了热特性分析,提出一种分路分量冷却的主轴热偏移控制方法。设计不同流量的冷却油路,保证主轴轴承的热量被有效带走,进而控制主轴的热伸长,并在样机上进行了试验验证,确定了该方法的有效性。     

Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高温相变储热性能研究

制备了20种基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高温相变储热材料,采用综合热分析技术研究其储热性能。结果表明,20种储热材料的相变温度处于440℃~650℃之间,均具有较大的相变潜热,大部分储热材料的相变潜热在200 J.g-1以上。Al-Si合金储热材料具有较高的单位质量储热量;Al-Cu-Zn合金储热材料具有较大的单位体积储热量;Mg、Zn能显著降低相变温度,具有较好的扩大储热温度范围作用。     

粘结层成分对单晶合金热障涂层寿命影响研究

采用电子束物理气相沉积工艺(EB-PVD)制备了针对第二代单晶高温合金的热障涂层,用SEM观察分析了不同成分粘结层的热障涂层热循环试验后的结构和晶体形貌,在N2条件下对比了不同成分粘结层材料与第二代单晶高温合金的热膨胀系数,分析了热循环试验后粘结层与热生长氧化(TGO)层成分、厚度及完整性情况。结果表明:NiCoCrAlYHf与第二代单晶高温合金热膨胀系数更为接近,匹配性更好;采用EB-PVD工艺制备的热障涂层在热循环试验过程中会产生大量垂直裂纹使涂层具有良好的应变容限;粘结层中Al元素含量的提高以及Hf等元素的加入,使得热循环试验后涂层TGO层的Al2O3纯度较高、生长缓慢无块状物生成,并且极大地改善了粘结层和合金基体的内氧化,涂层1 100℃循环氧化寿命达到1 200 h以上。     

蓄热焚烧炉特点及发展趋势探究

介绍蓄热焚烧炉工作原理，两室式、三室式、旋转式三种蓄热焚烧炉分类方式及工作流程，并对三种蓄热焚烧炉优缺点进行对比总结，最后对蓄热焚烧炉未来发展趋势进行探究。     

电子设备高温环境热控制实验研究

在高温环境下工作，电子设备由于受到外部热量传递和设备运行时产生的热量，使设备内部温度将逐渐升高。为了保证高温环境下的电子设备内部系统的正常工作，本文在不考虑电子设备运行产生热量的情况下，对电子设备在300oC外部环境中持续25min，保证电子设备内部温度不超过60℃，且总加重不大于2kg，进行综合实验研究，确定15mm二氧化硅隔热纤维板和280g36#相变石蜡的复合热控制方法为最佳控温方案。     

The effect of a high thermal gradient on sintering and stiffening in the top coat of a thermal barrier coating system

Superalloy substrates coated with plasma-sprayed CoNiCrAlY bond coats and yttria-stabilized zirconia top coats (TCs) have been subjected to a high heat flux under a controlled atmosphere. The sintering exhibited by the TC under these conditions has been studied and compared with the behavior observed during isothermal heating. Sintering has been characterized by (a) microstructural examinations, (b) dilatometry, in both the in-plane and through-thickness directions, and (c) stiffness measurements, using both cantilever bending and nanoindentation. A numerical model has been used to explore the stress state under isothermal and thermal gradient conditions. Dilatometry data indicate significant linear contractions during holding at elevated temperatures, particularly in the through-thickness direction. This is largely attributed to microstructural changes associated with sintering, with any volume changes due to phase transformations making relatively small contributions. Sintering proceeds faster at higher temperatures but is retarded by the presence of tensile stresses (from differential thermal expansion between the coating and substrate) within the TC. Thus, it occurs preferentially near the free surface of the TC under gradient conditions, not only due to the higher temperature, but also because the in-plane stress is more compressive in that region.     

一种镍基高温合金基体表面的新型高辐射涂层

在高温条件下由于高辐射涂层辐射传热的有效性,引起了广泛的兴趣。本文通过空气喷涂方法制备了一种新型的高辐射涂层。涂层主要成分包括无定型硼硅玻璃粉,Mg2B2O5, MoSi2 和SiB4。涂层的厚度约50 μm。通过实验发现,涂层具有优良的抗热震性能（能够经受超过100次的从950℃到水的冷热循环）。在950℃时涂层的平均辐射率为0.905?.024。经过100次的热循环后,涂层的辐射系数有轻微的减小。     

相变涂层的控温性能研究

将具有可逆吸热/放热功能的高比热容材料以微胶囊形式进行包覆后,通过与树脂粘接剂的充分润湿和均匀分散,制备出具有吸/放热和保温功能的热控相变涂层。在相变涂层传热理论模型基础上,研究了不同微胶囊含量和不同厚度涂层的控温性能,并与普通涂层进行了贮热性能对比。结果表明,相变涂层的控温幅度可达到4～10℃。     

等离子喷涂Gd2Zr2O7-SrZrO3复合陶瓷涂层的微观结构和性能

通过固相反应法合成了Gd2Zr2O7-SrZrO3 (GZSZ,Gd2Zr2O7:SrZrO3=7:3)复合陶瓷粉末,并采用喷雾造粒法和大气等离子喷涂法分别制备了适合等离子喷涂使用的相应喷涂粉末及涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末和涂层的相组成、显微结构进行分析。借助激光热导仪、高温热膨胀仪对涂层的热扩散系数和热膨胀系数、烧结系数进行了表征。结果表明,制备的GZSZ复合陶瓷粉末和涂层都由Gd2Zr2O7和SrZrO3两相组成,粉末中的Gd2Zr2O7为烧绿石结构,而涂层中的Gd2Zr2O7为萤石结构,SrZrO3都为钙钛矿结构。制备态GZSZ涂层的孔隙率为~14%。GZSZ涂层1400℃热处理5 h后的热膨胀系数为(9.8~11.2)×10-6 K-1。制备态GZSZ涂层的热导率为~0.8 W·m-1·K-1,与制备态SrZrO3涂层的热导率~1.0 W·m-1·K-1相比降低~20%。1400℃热处理360 h后GZSZ涂层的热导率增加到~1.5 W·m-1.K-1。综上表明,GZSZ涂层是一种很有前景的复合陶瓷热障涂层材料。     

基于大热流密度的Fe/TiC复合材料低温反应合成过程研究

首次采用Gleeble-1500N模拟试验机，对质量分数为55％(Ti C) 45％Fe的压坯在大热流密度条件下的燃烧合成进行了研究。试验压坯的合成烧烧试验是在升温速度为600℃／s，加热温度为800℃的条件下进行的；试样的温度变化由热模拟机自动采集，生成试样的温度-时间曲线；采用X射线衍射(XRD)检测生成物的相组成。从试样的温度-时问曲线可以看到：试样在390～600℃的低温区域具有剧烈的温度变化，说明在此温度段有化学反应发生，并伴随着热的大量释放；而XRD检测结果表明：生成物主要由TiC和Fe2Ti组成。所以，试验结果证明：在大热流密度条件下，可以在较低温度下合成制备Fe／TiC复合材料。