装炉温度对管线用高强度宽厚板性能和组织的影响

利用工业试验研究了装炉温度对管线用高强度宽厚板的性能、微观组织、合金元素固溶和析出相的影响.结果表明:由于热装铸坯厚度截面存在较大的温度差异,720℃装炉时,铸坯内部未发生γ-α相变的比例大,使奥氏体粗大,脆性断裂倾向高;550℃装炉时,铸坯厚度中心附近γ-α相变不充分,导致钢板的晶粒细化和DWTT性能低于室温装炉.热装时铸坯中合金元素的固溶量高,促进10 nm以下的细小析出相的形成,但会导致晶粒粗化和微观组织中铁素体比例减少.因此,热装钢板的抗拉强度和DWTT剪切面积低于室温冷装钢板.     

变形-热处理流程对6082铝合金组织的影响

为了探明不同变形和热处理流程对6082铝合金微观组织和力学性能的影响规律,开展了6082铝合金的常规成形、退火-成形以及固溶-成形3种实验,并对微观组织和力学性能进行了表征。结果表明,退火和固溶处理可以减少挤压态试样中小角度晶界的比例,并有效地弱化其单一的强S织构。在400℃/0.1 s~(-1)变形时,退火-成形和固溶-成形工艺可以有效避免常规成形出现异常晶粒长大的现象;在500℃/0.1 s~(-1)变形时,退火-成形和固溶-成形工艺下试样的平均晶粒尺寸比常规成形试样的平均晶粒尺寸有所增加。工艺实验结果表明,采用固溶-成形工艺,6082铝合金锻件的抗拉强度可达到276.0 MPa,略低于常规成形锻件的283.6 MPa,但可以显著减少锻件粗晶,为高质量6082铝合金锻件的生产提供了一种新的路线。     

冷轧变形量对传感器用固溶态BT22钛合金板组织及拉伸性能的影响

为了提高传感器基板用BT22钛合金板的力学性能,先通过850℃+0.5 h固溶处理,然后通过冷轧的方式对其进行加强。通过实验测试手段研究冷轧变形量对固溶态BT22钛合金板的组织及拉伸性能的影响。研究结果表明:综合运用高冷轧变形量与较低再结晶温度有助于BT22钛合金板发生再结晶时形成更多细小尺寸的晶粒。轧制后BT22钛合金板的强度比轧制之前的强度有了较大的提升,强度至少提高200 MPa。随着冷轧变形量的增加,合金强度不断增加,但增加幅度减小。冷轧后合金的伸长率虽有所下降,但依然可以保持在10%以上。冷轧变形后合金的最高屈服强度在冷轧变形量为80%时取得,此时合金的屈服强度为1012 MPa,抗拉强度为1042 MPa,伸长率为10%。     

基于CFD-DEM方法的变径T型流道冲蚀特性研究

目的 研究石油开采过程中,携砂压裂液对变径T型流道壁面冲蚀磨损规律及主要影响因素.方法 针对石油压裂管汇及井下喷砂器等工具中常见的变径T型流道的冲蚀问题,建立了基于CFD-DEM的变径T型流道固液两相流冲蚀磨损预测模型,该模型中颗粒-颗粒、颗粒-壁面碰撞采用逆向迭代碰撞搜索算法,颗粒-流体耦合计算时间步长根据耦合收敛条件自适应调整.将数值方法与正交试验方法结合,分析各因素变化对均值主效应响应的优先排序和各因素的交互作用,并进行了单因素变化对冲蚀规律的影响.结果 单因素分析时入口流速增大,T型流道最大冲蚀速率和冲蚀面积均增大,冲蚀位置向支流道出口处移动,流体携带颗粒能力增强,堆积颗粒数量减小.砂比范围为5％～35％时,最大冲蚀速率与砂比正相关.最大冲蚀速率随粒径的增大而先增大后减小,随变径比的增大而减小.与最大冲蚀速率均值主效应分析结论一致,验证了正交试验结论的准确性.结论 径向流速、切向流速、管壁压力、最大冲蚀速率为衡量变径T型流道冲蚀程度的指标时,入口流速的影响最大,其次是支撑剂粒径、变径比、砂比,入口流速与其他因素的交互作用对冲蚀速率的影响最显著.     

基于FLUENT的干冰清洗喷枪结构多目标优化研究

干冰喷枪性能直接决定了干冰清洗效果。针对现有的一种干冰清洗喷枪清洗性能不佳的问题,考虑多个清洗影响因素对喷枪进行多目标优化,提高清洗效果。采用喷枪的几何特征为变量设计正交试验,利用FLUENT进行仿真试验。分别对单一目标优化,根据得到的单目标最优值建立隶属函数,以完成量纲一化处理并加权得到综合评判分数来评价喷枪综合性能。分析综合性能极差,得到喷枪结构的各个几何参数对单一目标和综合性能的影响因次,最终设计出清洗效果最优的喷枪设计方案。试验结果表明:优化后的喷枪比现有喷枪的综合性能提高2.34倍;基于FLUENT的气固两相耦合仿真试验结合综合评判方法能对干冰清洗喷枪进行有效优化。研究结果为喷枪的设计优化提供参考。     

254SMO不锈钢铸态组织及其高温固溶处理工艺

通过显微组织观察和背散射电子扫描观察了不同时间、不同温度的固溶处理对超级奥氏体不锈钢254SMO铸态组织的影响,并采用电子探针技术观察了钢中σ相的溶解过程。结果表明,随着固溶时间和温度的增加,不锈钢中的铸态枝晶组织逐渐消融,偏析逐渐消除,σ相逐渐溶解并转化为δ相(铁素体)。其中1280 ℃×9 h固溶处理的效果最好。     

航天紧固件用TC4钛合金棒材固溶时效后的组织与性能

对航天用紧固件TC4钛合金棒材进行固溶时效处理,对棒材不同位置进行显微组织观察、硬度和室温拉伸性能检测。结果表明:TC4钛合金棒材经固溶时效后表面至心部的组织与性能受冷却速度的影响呈现显著差异。固溶时效后的显微组织由稳定的等轴α相、弥散的马氏体α′相和亚稳定β相组成,试样端面上因冷却速度相差不大,次生α相的形态和含量没有明显差异;中部截面上边部至心部的次生α相含量逐渐增多,同时次生α相片层厚度逐渐增大并趋于等轴化。端面上不同位置显微硬度值没有明显差异,但中部截面上由边部至心部的显微硬度值呈总体降低趋势,且中部截面上边部的显微硬度值与端面相差不大。试样心部因固溶过程中冷却缓慢,整体试样的室温拉伸性能明显低于去除心部的试样。     

0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢底座的真空热处理

以0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢底座为研究对象,通过工艺试验方法获得了既满足力学性能要求又满足畸变量控制要求的真空固溶时效工艺。结果表明,采用1060 ℃×1.5 h固溶,油冷+460 ℃×4 h时效,空冷处理后的工件可达到技术要求,即抗拉强度≥1420 MPa,硬度≥42.5 HRC,安装面平面度≤0.5 mm。此外,在真空淬火炉中可通过调节淬火油温度,延长充气预冷时间等措施实现尺寸控制。     

冷轧与时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出的影响

对1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢在650~1000 ℃下时效处理,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观测不同工艺条件下σ相析出规律,绘制了σ相析出TTP曲线图,描述了σ相析出特征。结果表明:时效初期,σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的增加,σ相不断长大、粗化并向铁素体基体内延伸;时效时间越长,析出相越多,时效时间相同时,当温度达到850 ℃,析出量达到最大值,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~950 ℃,析出鼻尖温度为850 ℃,轧制变形量增加,σ相析出速度加快,但并不影响其析出的鼻尖温度。     

固溶处理温度对Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了热轧态、850、950和1 050 ℃固溶处理Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢的微观组织。通过测试固溶处理试样的极化曲线和阻抗曲线,以及观察试样在3.5%NaCl溶液中腐蚀后的表面状态,分析其耐蚀性。结果表明,试样经850 ℃固溶处理后的组织为铁素体+κ碳化物;950 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体+少量κ碳化物;1050 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体。随固溶处理温度的升高,试样中κ碳化物逐渐粗化直至全部溶解,950 ℃时发生奥氏体转变且晶粒有所增大,但1050 ℃时奥氏体的含量却略有降低。950 ℃固溶处理试样在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性最佳,其自腐蚀电流密度为3.102×10^-6 A/cm²,钝化膜的电阻R_p值为3944 Ω。经过240 h腐蚀浸泡后,950 ℃固溶处理试样的腐蚀速率最低,这主要是由于其组织中奥氏体含量相对较高、铁素体和κ碳化物含量相对较低以及铁素体中Al元素含量较高所致。