冶金工业的发展及其对冶金轧辊的需求

从冶金工业的发展现状可知高质量的轧辊仍是一个很大的市场。高速钢轧辊具有很强的竞争力。离心铸造法生产高速钢轧辊是主要的工艺方法。     

石墨化钢石墨化过程的金相分析及其动力学方程

在650、680和710 ℃不同温度条件下对碳质量分数为0.66%的淬火高碳钢进行了石墨化处理,并利用场发射扫描电子显微镜、电子探针、X-射线衍射仪和透射电子显微镜对其石墨化过程的组织进行金相分析,以及利用组织转变动力学理论,绘制了其石墨化过程的动力学曲线,并建立了相应的动力学方程。研究结果显示:在石墨化过程中,淬火马氏体首先向析出碳化物的稳定状态转变,且在碳化物为渗碳体Fe₃C时,石墨粒子析出速度开始明显增加;基体组织中针叶状α-Fe发生再结晶,由等轴状铁素体逐步代替针叶状的α-Fe;铁素体中的碳含量随着石墨化时间的延长而逐步降低,即由过饱和状态转变为稳定态,碳含量在石墨粒子中突变增为峰值,而铁含量则突变降为谷值,由此表明,渗碳体分解的碳向石墨核心扩散,铁自石墨核心处扩散出来,而形成石墨粒子;石墨粒子面积分数随时间变化的曲线呈S形状,即该动力学过程符合动力学模型JMAK（Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov）方程,且该方程中的n值为1.5～1.7。      

中碳冷镦钢的室温压缩变形及其不均匀应变硬化行为

对SWRCH45K中碳冷镦钢在万能材料试验机上进行室温压缩变形,观察了压缩试样表面质量及其内部组织,以及分析了压缩试样侧表面赤道位置的轴向与周向应变。结果表明:该钢在压缩变形过程中,压缩载荷先随位移的增加而稳定增大,当位移大于7. 5 mm时,压缩载荷急剧增大;随压下量的增加,压缩试样的鼓度值先增大后减小。载荷和鼓度值在位移7. 5 mm时,同时出现变化趋势的改变,这是由于压缩变形的不均匀应变硬化所致,即在位移小于7. 5 mm的压缩变形过程中,大变形区位于试样的中心位置,其应变硬化程度高;而在随后的位移大于7. 5 mm的压缩变形过程中,该区将因应变硬化程度高、其进一步变形所需变形力大而不再是变形程度最大的区域,其应变硬化程度的增幅减小,相反此前试样内变形程度小的难变形区和小变形区因应变硬化程度小、其进一步变形的变形力小而产生较大的变形,其应变硬化程度的增幅大幅度增加。     

碳含量对430不锈钢组织的影响

应用热模拟试验方法,分析了C含量分别为0.029%和0.100%的两种铁素体不锈钢SUS430在加热到1150-1250℃的组织变化。通过热模拟试验发现,碳含量较高的430H试样,在较低温度（1150℃）下加热时会进入两相区;而碳含量较低的430L试样即便在较高温度（1250℃）下加热时不会进入两相区,保持单相的铁素体组织。在碳含量控制较低的情况下,加热温度和保温时间对晶粒尺寸的影响都在正常范围之内,但保温时间不宜太长,模拟试验中以10 min为宜,可以根据能耗和效率以及后续加工的要求进行选择。     

面心纯铝单向拉伸的晶体塑性学有限元模拟

基于率相关晶体塑性本构模型,实现了晶体塑性学有限元模拟过程。直接将电子背散射衍射(EBSD)获取的晶粒初始取向输入晶体塑性有限元模型,分别预测了单向拉伸面心1050纯铝过程中的力学响应与织构演化。应力应变响应数值模拟结果与实验结果有较好的一致性,同时也存在一定的偏差。两种多晶模型(Taylor模型和有限单元模型)分别模拟了单向拉伸真应变0.25和0.37时的织构演化。随着真应变的增加,两种丝织构(〈111〉织构和〈100〉织构)变得更加锋锐,模拟结果与EBSD实验测得的织构演化结果有较好的一致性。     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律。该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因。     

多目标优化理论在蜂窝夹芯结构设计中的应用

在确定了设计变量及目标函数的基础上,根据结构本身的要求,推导出用于多目标优化的5个约束条件.根据多目标优化理论,采用乘除法对蜂窝夹芯结构进行了评价函数的构造,并用VC语言编制了钢质蜂窝夹芯减振板结构的优化程序,该程序可实现结构尺寸及性能的优化,并计算出各目标函数的最终值.     

高温滑动磨损与热接触疲劳试验机的开发

文章分析了国内外轧辊材料高温摩擦磨损试验机的特点及其存在的不足,在此基础上,研制开发了一台材料高温滑动磨损与热接触疲劳试验机,并进行了初步的实验。实验结果表明,该试验机可很好地模拟带钢生产过程中轧辊的摩擦磨损及热接触疲劳机理。     

控制大型饼类锻件夹杂性缺陷的镦粗成形工艺研究

镦粗变形是大型饼类锻件的主要成形方式,夹杂性缺陷是其主要质量问题。镦粗变形使锻件心部的塑性夹杂有可能成为片状,这种片状夹杂在一定的力学条件下会产生微观乃至宏观裂纹。因此控制夹杂物的变形并防止产生夹杂裂纹是饼类锻件锻造工艺所要研究的主要内容。为此,本文分别研究了旋转进砧法、梅花布砧法、排砧法和圆弧砧法等四种镦粗工艺条件下,大型饼类锻件心部夹杂物的变形、金属变形及损伤因子的分布情况。分析结果认为旋转进砧法可以有效控制锻件内部的夹杂物形貌。     

钒对430不锈钢内裂纹热愈合的影响

对添加不同含量钒的430不锈钢试样,采用钻孔压缩方法获得内裂纹,然后对其进行热愈合实验,研究了钒对试样内裂纹热愈合和形态演化的影响。扫描电镜分析结果表明,在加热温度为830℃时,试样的内裂纹产生了明显的愈合;当钒添加量为0.3%时,愈合效果最好。钒添加到基体材料后,部分钒固溶于基体,降低了基体金属Fe原子的扩散激活能,加剧了Fe的自扩散。分析认为,钢内裂纹愈合机理主要是扩散反应导致的热愈合及重结晶。