Inconel718高温合金磨料水喷丸改性形变层特征研究

文章探索后混合磨料水喷丸(Abrasive Waterjet Peening,AWP)工艺参数对Inconel718合金形变层特征的影响规律。采用不同靶距及喷嘴移动速度对Inconel718合金进行AWP处理,对表面形貌、粗糙度、显微组织、显微硬度梯度及残余应力场分布等开展对比实验。结果表明:随着靶距及喷嘴移动速度的增大,表面粗糙度、表面硬化程度、表面残余压应力及最大残余压应力值都呈减小的变化趋势,而最大残余压应力位置和残余压应力层深基本不受其影响。     

铸轧薄带气雾冷却用喷嘴的换热特性实验研究

铸轧薄带冷却采用气雾多喷嘴具有冷却时间短,冷却均匀等特点。通过实验研究了双喷嘴气雾冷却的换热特性。研究的因素包括水压、气压、喷嘴间距及高度、钢板温度等。结果表明,气压越大,钢板的表面传热系数越大,表面传热系数的增量在1000~1200 W/(m~2·℃·bar);水压越大,钢板的表面传热系数同样变大,表面传热系数增量在400W/(m~2·℃·bar);喷嘴间距越大、喷嘴高度越大,钢板的表面传热系数越小,喷嘴间距增大时,表面传热系数增量为-10W/(m~2·℃·mm),喷嘴高度增大时,表面传热系数增量在-4~-6 W/(m~2·℃·mm)。钢板温度每升高1℃,表面传热系数增量为-2~-4 W/(m~2·℃~2)。可以得出:气压对表面传热系数的影响最显著,水压以及喷嘴间距、高度次之,钢板温度对传热系数的影响最小。     

钢轨高压水除鳞过程射流冲击流场及冲击压力分布研究

根据钢轨异型坯断面形状、万能轧制过程高压水除鳞装置设备参数以及除鳞喷嘴的位置和特点,结合钢轨万能轧制规程确定了冲击靶距、除鳞时间和喷嘴出口速度等参数,并基于Fluent软件建立了60 kg·m-1重轨高压水除鳞过程二维模型并完成了射流冲击过程流体流动场和冲击压力仿真。得到了单喷嘴和双喷嘴射流冲击下射流体积分数、高压水速度矢量分布以及轨腰、轨底和轨头表面的冲击压力分布,并且分析了冲击靶距、喷嘴数量和喷嘴出口速度等参数对钢轨异型坯表面冲击压力分布的影响。研究结果表明这种压力在喷嘴中心处最大,向边缘处逐步减小;同时受断面形状和喷嘴布置状况影响较大。     

基于Fluent的60 kg·m~(-1)重轨高压水除鳞过程钢轨表面温度分布研究

首先应用对流换热理论对钢轨除鳞前的初始温度场进行模拟,得出了应用均匀温度场代替差异温度场的方法,然后根据钢轨断面尺寸、除鳞设备参数和除鳞前钢轨断面温度分布结果,基于Fluent软件建立了钢轨异型坯高压水除鳞过程二维模型。考虑了钢轨不同部位喷嘴的布置方式以及除鳞时间的影响,得到了单喷嘴和双喷嘴条件下钢轨轨头、轨底及轨腰表面在不同除鳞时间的温度场分布图以及距离钢轨表面2 mm处的3个不同位置的温度变化曲线。结果显示,模拟结果与实际情况基本相符,异形坯表面温度的分布受断面形状和喷嘴布置影响比较明显。     

微束等离子弧焊电弧多物理场耦合

对微束等离子弧焊电弧温度场、流场、电磁场、电弧压力场进行了计算分析.结果表明,轴向和径向温度分别随距钨棒端部和电弧轴中心距离的增加而降低;轴向流速经一段时间后趋于稳定,喷嘴内等离子体径向流速较喷嘴外小,且喷嘴内外流场方向相反;电磁力随距钨棒端面距离的增加而减小,喷嘴内较喷嘴外大,且喷嘴内外电磁力方向也不完全一样;阳极表面上的电弧压力远小于普通等离子弧焊的电弧压力.此外,各物理场之间相互耦合.高速摄影相机拍摄后经处理得到的电弧等灰度线分布与数值模拟轴向等温线分布趋势一致;三维动态光谱检测系统检测计算得到的径向温度分布与数值模拟得到的径向温度分布一致.     

水射流喷丸处理对20CrMnTi钢表面性能的影响

采用超高压数控水射流设备对20Cr Mn Ti钢表面进行水喷丸处理,研究不同水压、靶距和喷嘴移动速度对其表面形貌、表面粗糙度、残余应力和硬度梯度的影响。结果显示,经高压水喷丸处理后的20Cr Mn Ti试样,其表面粗糙度值增加不明显,表面残余应力和硬度有很大提高,能有效改善材料的表面性能。     

低温辅助加工射流参数对刀具磨损和表面完整性的影响

低温辅助切削已经展示了巨大加工优势,目前已经对其相关加工参数进行了分析。然而,冷却剂射流特性如压力和流量还没有得到充分的研究和优化。因此,文章主要研究这些参数对低温辅助切削加工钛合金Ti-6Al-4V过程中刀具磨损和表面完整性的影响。利用具有不同直径的喷嘴实现不同压力和流量的分类。提出一种新的喷嘴保持架,更换不同直径冷却液喷嘴时实现精确校准。测试实验用于验证液氮射流压力和流量对刀具寿命和表面完整性的影响。实验结果表明,冷却液流量和压力的增加会一定程度上延长刀具寿命;此外,在最大压力和最高流量下表面完整性也明显得到了改善。     

水射流喷嘴内表面形状对切割性能的影响研究

磨料水射流在喷嘴中运动并得到加速,喷嘴内表面形状对射流影响显著。通过仿真与试验比较圆柱形、圆锥形、锥直形和流线形4种喷嘴的切割性能,结果表明:圆柱形喷嘴射流加速过程短,衰减快,切割效果差;圆锥形喷嘴射流加速过程长,衰减过程缓慢,有较长的射流核心段,具有一定的应用价值;锥直形、流线形两种喷嘴的加速过程与衰减过程无显著差异,射流核心段较长,实际切割能力并没有显著差别;在锥直形喷嘴中,出口圆柱段喷嘴长径比为3～4较合适。     

二次冷轧过程乳化液流量密度横向分布模型

针对二次冷轧过程带钢表面乳化液流量密度横向分布不均匀导致带钢板形与表面乳化液斑迹缺陷的问题,充分考虑到二次冷轧机组直喷系统的设备与工艺特点,在研究了喷嘴的喷射特性与安装工艺参数对乳化液流量密度横向分布影响的基础上,建立了一套适合于二次冷轧过程的乳化液流量密度横向分布模型,定量分析了喷嘴喷射角度、喷嘴倾斜角度、喷嘴侧倾角度、喷嘴喷射高度以及喷嘴间距对乳化液流量密度横向分布均匀性的影响。并将其应用到某1220二次冷轧机组的生产实践,取得了良好的使用效果,提高了带钢表面乳化液流量密度横向分布均匀性,有效降低了带钢板形与表面乳化液斑迹缺陷的发生率。     

中厚板轧后冷却圆形喷嘴射流冲击行为分析

在中厚板轧后冷却过程中,喷嘴的射流冲击形式和钢板表面积水层深度对冷却能力有着重要影响。本文利用ANSYS Fluent软件进行模拟仿真,研究了相同口径的圆形喷嘴,在不同倾斜角度、入口速度的条件下,射入不同积水层深度的水流场,分析了水流场中的流速及对钢板表面的冲击压强的变化趋势,得出初始流速、钢板表面积水层深度对射流钢板冷却冲击的影响关系。结果表明：喷嘴倾角越大,初始速度越大,钢板表面的积水层越薄,射流冲击钢板表面的压强值越大,冷却能力越强。