P91钢管道异常低硬度部位的组织和性能

对电厂运行过程中发现的P91钢主蒸汽管道的低硬度部位进行了微观组织观察、短时力学性能试验和高温持久强度试验,分析了其硬度偏低的原因。结果表明,低硬度区域P91钢组织为铁素体+析出物,位错密度较低,M₂₃C₆相在晶界处粗化聚集,同时析出新相Laves相,使得P91钢的短时力学性能和高温持久强度下降严重。     

高温固定流化床费托合成技术及其产物加工路线

与采用低温费托合成主产油品技术相比，产品更为多元化和高值化的高温费托合成技术在目前市场环境下显示出非常明显的优势。本文综述了高温费托合成技术的发展历程及其最新进展，重点介绍了高温费托合成过程中的核心问题，主要包括高温费托合成工艺、固定流化床反应器、费托合成催化剂；介绍了高温费托合成产物分布与特性，讨论了高温费托合成产物的加工路线，并对高温费托合成煤间接液化的工业应用前景和产业化方向进行了展望。结果表明：高温费托合成技术具有产物附加值高、兼顾油品和化学品、技术发展成熟等优势，产物中轻组分含量高、碳数分布较窄、高附加值的α-烯烃含量高；精细化、高端化、差异化加工是实现高温费托合成产物高值化利用的关键。     

带耐火衬里高温反应器密封锥结构的设计

耐火衬里及支撑结构设计的可靠性是保证高温反应器壳体温度小于设计温度的关键因素。针对耐火衬里结构失效导致反应器壳体温度超过设计温度的问题,提出了一种双金属焊接的密封锥结构。该结构具有支撑金属衬里的作用以及将耐火材料与金属衬里之间的膨胀空间分割成多个密闭空间以阻止高温气体的流动,进而提高隔热可靠性。采用ANSYS软件中APDL语言建立了密封锥连接结构的有限元模型,通过研究密封锥不同角度以及厚度对计算结果的影响,得出了密封锥的最佳结构参数,并满足ASME标准的应力强度评定要求。模拟结果可为此类高温反应器耐火衬里结构的设计提供参考依据。     

垃圾焚烧烟气处理技术研究

以一家生活垃圾焚烧后产生的烟气为对象,进行了工艺方案设计、单体系统设计以及实际调试。该项目采用选择性非催化还原脱除氮氧化物,通过旋转喷雾的半干法反应塔脱硫,在后续烟道中喷入熟石灰及活性炭进一步去除污染物,再通过布袋除尘器进行收集,最后经由引风机及烟囱排放。结果表明对于生活垃圾焚烧厂经焚烧后产生的含酸性气体、粉尘及氮氧化物的烟气,在经过本方案工艺处理后可实现达标排放。     

Ti-48Al-2Nb-2Cr合金热变形行为及本构关系研究

采用Gleeble-1500热力模拟机对铸态Ti-48Al-2Nb-2Cr合金进行高温变形热压缩试验,变形温度范围为1050~1200℃,应变速率范围为0.001~0.1s^-1,压缩变形量为60%。研究该合金高温变形温度和应变速率与流变应力之间的关系,计算了合金激活能,并建立了Ti-48Al-2Nb-2Cr合金的Arrhenius本构模型和多元线性回归的本构模型。结果表明,该合金的激活能随温度升高和应变速率增大而增大;Arrhenius本构模型的相关系数为0.98228,平均相对误差为9.97%,相对误差在10%以内的点只占62.0%;而采用多元线性回归本构模型的相关系数为0.99566,平均相对误差为4.76%,相对误差在10%以内的点占92.6%,本构精度较高。     

铍铜合金断续切削后刀面磨损机理研究

目的研究断续切削过程温度变化对刀具粘结现象、涂层剥落和刀具磨损的影响。方法搭建了仿铣削加工的断续车削实验平台,采用热电偶法测量了断续切削过程中刀具后刀面在不同速度下的切削温度,利用带有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)观察后刀面随速度变化的磨损形貌并分析后刀面磨损区域的元素组成,阐述了后刀面温度和刀具磨损之间的联系,研究了Ti AlN涂层硬质合金刀具断续切削铍铜合金C17200时的后刀面磨损机理。结果随着切削速度的增加,刀具温度在v=500 m/min出现峰值,温度越高,后刀面的涂层剥落和粘结磨损现象越严重,涂层剥落和粘结磨损现象在切削速度为500 m/min时最严重,而后随着刀具温度的降低而减缓,切削速度600 m/min时的涂层剥落和粘结磨损现象相比500 m/min时有所减轻。结论断续切削过程中,刀具持续性地经受"负载-卸载"、"升温-降温"产生的高温、冲击和加工环境的不稳定性,是引起粘结现象、涂层剥落和刀具磨损的主要原因。涂层剥落和粘结磨损是导致铍铜合金断续切削刀具失效的主要磨损形式。     

化学气相沉积钨涂层的研究现状与进展

化学气相沉积钨涂层具有工艺简单、技术成熟度高、涂层综合质量优异等特点，广泛应用于国防、航天、核工业等领域。首先介绍了化学气相沉积钨涂层的原理和特点，重点讨论了化学气相沉积钨涂层的工艺及应用研究现状，包括化学气相沉积钨涂层微观组织控制工艺及在耐辐射、耐磨耐蚀和高温防护领域的应用，同时对新型化学气相沉积钨涂层技术的发展进行了展望。一是改善现有工艺存在的反应气源与反应产物毒性大等问题，满足绿色环保的发展要求；二是改善现有工艺存在的沉积温度高、沉积速率偏低等问题，实现在不同衬底表面的高效、高质量沉积；三是改善现有化学气相沉积钨涂层结构与功能单一等问题，满足构件对钨涂层高性能和多功能的需求。     

不同弧电流对AlCrBN涂层结构和性能的影响

目的 提高涂层刀具在高速工况下的切削寿命。方法 利用电弧离子镀技术在高速钢试样块和刀具表面制备不同弧电流（60、80、100 A）的AlCrBN涂层。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、轮廓仪、洛氏压痕仪、划痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验仪和切削试验对涂层的微观结构和性能进行研究分析。结果 AlCrBN涂层的物相成分为固溶的fcc-(Cr,Al)N相以及少量的CrB2和fcc-BN相。随着AlCrB靶弧电流由60 A增至100 A，表面粗糙度Sq值由197 nm增至208 nm，Sa值由107 nm增至113 nm；显微硬度由3574HK0.05先增至3890HK0.05，再降至3209HK0.05；结合强度Lc2由57 N增至63 N，再降至55 N，均呈现先增后减的趋势。不同弧电流制备的AlCrBN涂层的磨损率依次为0.69×10-15、0.38×10-15、0.84× 10-15 m3/(N?m)，涂层的磨损机理均为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。切削结果显示，AlCrBN涂层刀具在切削速度VC为60 m/min和191 m/min条件下的切削寿命均高于AlCrN涂层刀具，且80 A条件下制备的AlCrBN涂层刀具切削寿命均最长，分别为9 m和6 m。切削速度60 m/min条件下的磨损机理：初期为磨粒磨损，中期为磨粒磨损和粘着磨损，后期为粘着磨损。切削速度191 m/min条件下的磨损机理：初期和中期为磨粒磨损和粘着磨损，后期为粘着磨损。结论 AlCrBN涂层刀具与AlCrN涂层刀具相比，切削性能更加优越，并且80 A条件下制备的AlCrBN涂层的综合性能最优。     

低碳钢电弧熔覆增材层摩擦磨损及抗腐蚀性能

目的 针对低碳钢零件的破损失效采用TIG焊电弧熔覆增材制造工艺，研究低碳钢电弧熔覆修复使其达到再制造零件性能要求的可行性，为实现TIG焊修复应用提供保证。方法 通过TIG焊熔覆在低碳钢坡口处，对熔覆接头的显微组织进行分析，并测试修复后的增材层表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨损仪和NanoveaPS50表面轮廓仪，对基体和增材层进行摩擦性能测试，并表征摩擦磨损后的表面形貌，探究磨损机理。采用电化学工作站对基体和增材层的腐蚀性能进行分析。结果 修复后的增材层显微硬度（220.17HV）高于基体且其摩擦性能和腐蚀性能优于基体，随着磨损载荷的增加，增材层的摩擦系数逐渐降低，磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。增材层表面组织均匀细小，在NaCl溶液中点蚀坑小且分散，增材层的腐蚀电流密度（1.8349×10-6 A/cm2）小于基体的腐蚀电流密度（6.5251×10-5 A/cm2），增材层表面的抗腐蚀能力明显提高。结论 电弧熔覆低碳钢可满足低碳钢零部件现场电弧快速修复对再制造性能的要求，实现了低碳钢破损零部件的表面修复与强化。     

热变形对GH4169合金中NbC析出相尺寸形貌影响研究

通过Gleeble3500热模拟试验机进行热压缩试验并结合微观组织观察和统计分析，研究了热变形对GH4169合金中NbC颗粒尺寸形貌、分布特征的影响规律。研究表明压缩过程中的绝热效应会导致试样心部温度的进一步升高，从而为变形过程中的NbC回溶提供条件。NbC颗粒与基体在变形过程中形成的高位错密度区促进了元素的扩散，并加速了小曲率半径的尖角区域回溶和钝化。随变形量的增加NbC回溶趋势增加，其平均尺寸与体积分数均呈降低趋势。变形过程金属流动会促进NbC颗粒的位移，在70%的变形量下，NbC颗粒平均间距增加趋势显著高于30%和50%变形量试样。因此随变形量的增加，NbC颗粒有从链状→链条弯曲→链条方向改变→弥散分布的分布特征，促进基体中原链状NbC呈细小、弥散分布。研究结果为GH4169闪光焊接性能的提高提供了直接的参考。