Nb-Si-Cr基超高温合金组织的研究进展

Nb-Si-Cr基超高温合金作为一种新型的超高温结构材料,具有良好的高温强度、适中的室温断裂韧性以及良好的高温抗氧化性,而成为近年来研究的热点。阐述了合金化元素对Nb-Si-Cr基超高温合金对其组织、晶型结构和凝固路径的影响,并对Nb-Si-Cr基超高温合金的发展趋势进行了分析。     

C45Cr钢连铸大断面圆坯凝固过程数学模拟

通过控制大断面圆坯的凝固过程控制最终连铸坯质量,基于薄片移动边界法建立了连铸大断面圆坯的凝固传热数学模型。应用Pro CAST软件对C45Cr钢、直径为准650 mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,计算出大断面圆坯凝固过程的温度场,并且得到铸坯的固相率分数与液芯长度。模拟结果表明,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果吻合很好,所以此数学模型计算结果能够准确地反映实际情况。讨论了过热度、拉速、二冷强度等因素对大断面圆坯表面温度、中心温度、固相率分数以及液芯长度的影响,为连铸工艺参数的优化及凝固末端电磁搅拌位置的确定提供了有效指导。     

界面热阻对铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对T型铸件凝固过程中的温度场进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布和凝固速率的影响。结果表明:在铸件凝固过程中,随着铸件/铸型热阻的减小和铸件/空气热阻的增加,整个铸件从冒口位置和侧面同时向内部区域凝固;随着铸型/空气热阻的减小,热量传输迅速,凝固过程加快。在实际工艺设计中,减小冒口位置附近的凝固速率,增加拐角区域和侧面凝固速率,使得冒口、拐角处和侧面凝固趋于同步,从而减少各类缺陷的形成,提高铸件的力学性能。     

注塑机定模板的铸造工艺

介绍了一种全液压内循环二板式注塑机定模板铸件的结构特点,对其大面朝下,底侧进液的原铸造工艺易出现缩孔、缩松、气孔、夹渣、渗漏缺陷进行了分析。阐述了应用均衡凝固理论、"铸件下箱优先设置"、"有效浇注时间"等新理论、新理念指导确立的大面朝上的三箱造型新铸造工艺方案,克服了原铸造工艺方案出现的铸造缺陷,铸件合格率大幅提高,获得了内部组织致密、质量良好的定模板铸件。     

Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.70Nd合金中富钕稀土相研究

针对Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.70Nd粉末冶金高温钛合金中富钕稀土相的形成、尺寸、分布、形态、长大及结构特征进行了系统研究。结果表明:快速凝固态高温钛合金粉末中稀土相为液态析出相,其尺寸大部分在50~250 nm之间,弥散分布在基体中;晶内稀土相多为球状,晶界稀土相多为椭球状,其长轴平行于晶界;TEM观察到的稀土相的尺寸和分布与理论计算相符合;快速凝固高温钛合金粉末经过700~1000℃/110 MPa/0.5 h热等静压成形后,快速凝固过程中已析出的稀土相尺寸变化不大;同时细小的稀土相从过饱和的基体中大量固相析出;经过1200℃/140 MPa/3 h热等静压成形后,稀土相颗粒尺寸大部分在150~500 nm之间,有明显长大;稀土相的高分辨图像及同心衍射环花样表明,快速凝固高温钛合金粉末中的稀土相由5~10 nm的纳米晶组成,经过1200℃热等静压成形处理后的稀土相仍由纳米晶组成,而且纳米晶的尺寸没有明显变化;但是稀土相的"基体"上明显出现富Sn元素的"第二相"颗粒,结构变得复杂。     

灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的几个问题

详细介绍了灰铸铁和球墨铸铁的凝固过程,包括生核过程、初生奥氏体枝晶的析出过程以及亚共晶铸铁、过共晶铸铁、共晶铸铁的形成过程。阐述了初生奥氏体枝晶的形态和初生奥氏体枝晶对铸铁性能的影响以及对初生奥氏体枝晶的控制。分析了灰铸铁和球墨铸铁的共晶转变过程以及石墨的晶核。最终得出:(1)对于灰铸铁,组织中枝晶所占的体积分数提高,铸铁的强度随之提高;(2)对于球墨铸铁,初生奥氏体枝晶的数量和枝晶间距,对石墨球的形态、尺寸和分布状况有重要的影响;(3)将w(Al)量控制在0.005%~0.01%,既促进灰铸铁石墨生核,又不会诱发针孔缺陷;(4)采用含S、O的孕育剂可以使球化率提高、石墨球数增多、石墨球尺寸减小,从而提高球墨铸铁质量。     

不同凝固方式的天然橡胶干胶气味成分分析

分析不同凝固方式制备的天然橡胶干胶的气味成分,为生物凝固应用于生产提供技术参考。用顶空固相微萃取与GC-MS联用检测不同凝固方式处理的天然橡胶干胶的挥发性成分。发现不同凝固方式对天然橡胶干胶的气味组分与含量都有一定影响。不同的鲜胶乳凝固方式对制得的天然橡胶湿凝块气味组分的影响要大于对干胶气味组分的影响。     

氦冷却法制备氮浆中液滴凝固过程的模拟与分析

采用氦冷却法制备氮浆的工艺所制氮浆颗粒尺寸均匀,制备过程中杜瓦内可维持正压,从而防止周围空气的漏入。通过对氦冷却法制备氮浆过程中液滴凝固时固氮颗粒的形成过程进行分析,建立起相应的物理模型以及微分方程,并对微分方程进行数值求解。着重考察了液滴的凝固过程,并对液滴群完全凝固时的氦气温度、压力、流速以及扩散腔长度进行了研究,进而探讨了采用该方法制备氮浆时氦气工作参数、喷管尺寸以及扩散腔长度等的选择问题。     

静置时间对蠕墨铸铁凝固参数与石墨衰退的影响

研究了铁液静置时间(0～12 min)对蠕墨铸铁凝固曲线特征温度和蠕墨衰退的影响。结果表明:随着静置时间的延长,凝固曲线上初晶温度Tal和共晶最低点温度Teu逐渐升高,而共晶最高温度Ter变化不明显。静置0～2 min时,凝固出现明显的再辉现象,但静置6～12 min时,再辉现象不明显。随着静置时间的延长,铁液中的残留镁当量与硫元素之比MgE/S值将降低,石墨逐渐由蠕虫状转变为蠕虫状+片状石墨。当该比值在1.4～1.6的范围时,蠕化率能够达到80%以上,蠕墨衰退程度较小,当MgE/S值低于1.12时,蠕墨衰退显著。蠕墨衰退需要的成分条件一是石墨微区铁液中氧原子的富集,二是氧富集区域蠕化元素含量较少。     

铜模喷铸Cu-Zr合金非平衡凝固组织演变行为

采用真空感应熔炼与铜模喷铸相结合,制备出不同成分的Cu_(100-x)Zr_x(x=5,30,50)合金。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及X射线衍射技术,对比研究了快冷合金的晶粒形貌、元素分布、相组成及类型等组织演化规律。结合差热分析技术研究了合金实时凝固过程。结果表明,随Zr含量增加,非平衡凝固Cu-Zr合金中初生相体积分数不断提高,分别呈现非小平面→小平面→非小平面的转变。由于铜模激冷效应,Cu_(70)Zr_(30)合金中Cu_(51)Zr_(14)+L→Cu_8Zr_3包晶转变与Cu_(50)Zr_(50)合金中CuZr→Cu_(10)Zr_7+CuZr_2共析转变均受到抑制。热分析曲线中未出现包晶相变峰和共析相变峰,合理解释了Cu-Zr合金非平衡组织的形成。