双金属复合管件浇铸缺陷控制研究

采用熔模铸造法对双金属复合弯管的制造过程进行了工业试验,发现在内层金属管底部出现了浇不足缺陷。利用ProCAST软件建立了合理的双金属复合弯管熔模铸造过程数值模拟计算模型,基于该模型研究浇注压头和浇注系统变化对浇不足缺陷的影响规律,最终发现双金属弯管熔模铸造的最佳浇注压头为180 mm,并提出了一个可以完全消除浇不足缺陷的合理浇注系统。     

宽厚板坯连铸凝固过程数值模拟

针对Q345特宽特厚板的生产实际,建立了宽厚板坯传热数学模型,得到了在整个连铸凝固过程中铸坯任意横断面的固相率和温度分布情况。并进行了射钉试验,通过测量铸坯某位置的凝固坯壳厚度,计算出了液芯长度。对测量结果与数值模拟结果进行分析,最后得出在实际生产条件下,断面为370 mm×2 520 mm的Q345连铸坯在拉速为0.54 m/s时液芯长度是27.81 m,为连铸轻压下技术的改进提供了可靠的信息,同时也为企业探究大断面铸坯凝固末端位置提供了方法依据。     

双金属复合管件浇铸缺陷控制研究

采用熔模铸造法对双金属复合弯管的制造过程进行了工业试验,发现在内层金属管底部出现了浇不足缺陷。利用ProCAST软件建立了合理的双金属复合弯管熔模铸造过程数值模拟计算模型,基于该模型研究浇注压头和浇注系统变化对浇不足缺陷的影响规律,最终发现双金属弯管熔模铸造的最佳浇注压头为180 mm,并提出了一个可以完全消除浇不足缺陷的合理浇注系统。     

邯邢地区磁精矿造球的实验和机理

 以邯邢磁铁矿精粉为原料,基于现场造球工业实验,考察了不同膨润土配比量、造球水分以及润磨时间等对邯邢磁精矿生球性能的影响规律,得出三者分别为2.0%、8.5%～9.0%和6 min的最佳工艺参数;此外,采用实验室预热氧化和焙烧实验,研究了不同预热氧化温度和时间、焙烧温度和时间对邯邢磁铁矿粉固结性能的影响,并利用光学显微镜分析了预热氧化和焙烧中球团显微结构的变化情况和固结机理。实验结果显示,邯邢磁精矿球团适宜氧化温度和时间分别为880～920 ℃和20 min,适宜焙烧温度和时间分别为1 250 ℃和20 min。     

激光熔覆耐硫酸腐蚀 Ni 基合金组织及性能的研究

根据耐硫酸腐蚀阀门的性能要求,研发出了符合性能并适合激光熔覆的合金粉末。使用半导体激光在 304 不锈钢基体上熔覆耐高温浓硫酸腐蚀熔覆层。使用扫描电镜、EDS、XRD 对熔覆层的组织结构进行分析,熔覆层 内主要由 Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36、FeNi₃、Fe_0.64Ni_0.36、γ-(Fe,Ni)等物相组成。对熔覆层的显微硬度和洛氏硬度进行测定, 熔覆层的显微硬度范围在 HV0.2600 ~ HV0.21000 内,洛氏硬度约为 HRC63;熔覆层在 120°C,98% 浓硫酸中的腐 蚀速率为 0.0205mm?a^-1,耐腐腐蚀等级为 4 级,对熔覆层的耐腐蚀机理进行了分析。硬度及耐腐蚀性均达到硫酸 生产企业对耐硫酸腐蚀阀门的性能要求。在此基础上,在阀门样品上制备了耐腐蚀激光熔覆层样件,为工程应用 奠定了基础。     

基于热力学计算的矿井支架用FeNiCrBC系激光熔覆层成分优化

针对矿井支架用FeNiCrBC熔覆层耐腐蚀性差和易开裂的问题，通过调整熔覆层内Ni，Nb元素的含量增加熔覆层内残余奥氏体的含量并降低晶间贫铬现象，从而达到降低裂纹敏感性并提升抗腐蚀性的目的。文中利用Thermo-Calc热力学软件研究了Ni，Nb元素含量的变化对矿井支架用FeNiCrBC熔覆层中显微组织和析出相的影响，并在此基础上对FeNiCrBC合金成分进行了优化调整。结果表明，在FeNiCrBC系熔覆层中，Ni含量由1%增加到8%的过程中，σ相的比例随着Ni含量的增加而降低；Ni含量为4%时，残余奥氏体比例达到最大；Nb含量由0.3%增加到2.0%的过程中，Cr元素在马氏体中的含量先增大后趋于平稳，而在碳化物及硼化物中的含量逐渐降低，Nb元素在碳化物及硼化物中的含量逐渐增大。当FeNiCrBC熔覆层中Ni含量和Nb含量分别为4%和1%时，熔覆层抗腐蚀性明显上升，裂纹敏感性显著降低。     

80钢方坯连铸凝固末端位置研究

为得到方坯连铸凝固末端的准确信息,采用数值模拟的方法对液芯长度进行了计算,并通过射钉实试验对结果进行了验证,结果表明,该模型可较好的反映实际连铸凝固传热过程,当拉速为1.3 m/s时,铸坯的液芯长度为21.1 m;拉速为1.25 m/s时,铸坯的液芯长度为20.2 m。拉速越大,凝固末端越靠后。     

Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢模锻件晶粒度预测模型研究

模锻件各部位受应力和温度作用的差异性会形成不同的晶粒尺寸。以Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢模锻件为对象，结合某锻造厂的实际模锻工艺参数，利用DEFORM软件中的神经网络技术，建立了Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢晶粒尺寸和峰值应力的预测模型，并将计算结果与工业试验结果进行了验证对比。结果表明，该模型对于晶粒尺寸的预测最大误差为6.56%，模型精度较高，能够较好地用于模锻过程不同工艺参数下对晶粒尺寸的预测，继而为改善模锻件晶粒尺寸均匀性提供重要的理论基础。     

14Cr-13Co-5Mo-2Ni齿轮钢真空自耗熔炼过程的数值模拟

建立了14Cr-13Co-5Mo-2Ni齿轮钢(/%:0.014C,0.26Si,0.17Mn,13.79Cr,12.69Co,4.66Mo,2.00Ni,0.53Al)直径290 mm 9 t锭真空自耗熔炼过程三维数学模型,研究冷却水压、电流和熔化速率对自耗锭凝固组织分布及晶粒大小的影响。研究结果表明,当冷却水压由6000 MPa增加到8000 MPa,电流由6.2500 kA减小至6.2286kA,熔化速率由1.250 kg/s降低至1.125 kg/s后,冶炼的自耗锭内部等轴晶区域增大将近1倍,晶粒数目提高了45.17%,晶粒平均半径减小了17%,最大二次枝晶间距减小了4.88%,基本达到晶粒细化,合金元素分布均匀化的目的。     

合金元素对34Mn2V钢凝固组织的影响

为改善34Mn2V钢大圆坯断面凝固组织结构,采用CAFE′法对断面凝固组织进行了模拟计算,研究了钢液中主要合金元素含量对凝固组织的影响规律。模拟结果表明:在钢种成分允许范围内,适当提高Si含量有助于增加晶粒数目和中心等轴晶率、减小晶粒平均半径,当Si含量超过一定限度后,三者将保持平稳不再大幅变化;Mn含量的提高也可增加形核数目和中心等轴晶率,但增幅相对较小;V含量的调整几乎不能引起凝固组织结构的变化。对34Mn2V钢主要合金元素含量进行优化调整后,模拟结果显示,铸坯凝固组织中的晶粒数目较优化前增加了27.71%,晶粒平均半径减小了18.75%,中心等轴晶率增加了43.24%,凝固组织结构较为理想。