水轮机转轮体铸造工艺设计与优化

分析了水玻璃砂铸造低合金钢水轮机转轮体的工艺特点,对铸造工艺方案进行设计与优化。采用Solid Works软件对铸件进行三维实体建模,利用Any Casting软件对铸件充型过程的流场及温度场进行数值模拟。确定最终铸造工艺,并通过实验进行验证。研究结果表明:转轮体铸件选取阶梯式浇注系统,可以保证金属液平稳、完全充型;采用冒口与冷铁配合使用时可以有效消除铸件的缩孔与缩松。采用优化后的铸造工艺设计方案生产的铸件充型完整,铸件轮廓清晰,内部没有明显的铸造缺陷。     

低速包晶反应三相区重熔与凝固界面的稳定性(英文)

通过定向凝固实验,研究Cu-Ge合金中的包晶反应过程。大的包晶反应三相区被用于研究包晶反应期间三相区界面的稳定性。在不同的生长条件和成分下,三相区呈现不同的生长形态。在Cu-13.5%Ge亚包晶合金中,随着抽拉速率从2μm/s提高到5μm/s,观察到了包晶相界面的失稳现象,而此时初生相的熔化界面相对稳定。但在Cu-15.6%Ge过包晶合金中,当抽拉速率达到5μm/s时,初生相重熔界面呈现非平面形态。基于成分过冷理论,分析初生相重熔界面和包晶相凝固界面的形态稳定性。     

氢对非晶合金影响的研究进展

非晶合金具有一系列的优异性能,为当前材料界的研究热点之一。本文综述了氢对非晶合金影响的研究情况,重点介绍了氢对非晶合金形成的影响、氢对非晶合金力学性能与阻尼性能的影响,以及氢对非晶合金晶化行为的影响。最后概述了氢对非晶合金影响的研究过程中存在的问题及未来研究方向。     

Zr67.8Cu24.7Al3.43Ni4.07非晶合金激光焊接晶化控制及组织性能分析

对Zr_67.8Cu_24.7Al_3.43Ni_4.07非晶合金进行激光焊接,研究激光功率和焊接速度变化对接头不同区域微观组织的影响,阐述非晶合金激光焊接接头晶化控制的工艺调控规律,并分析接头不同区域的微观结构特征与其硬度之间的关系.结果表明,采用高焊速及高能量密度的激光焊接有利于使Zr_67.8Cu_24.7Al_3.43Ni_4.07非晶合金接头的熔化区保持非晶态结构,同时伴随少量纳米晶产生.热影响区的晶化现象明显,激光功率对接头完全焊透具有较大影响,通过降低激光功率或提高焊接速度以减小热输入,热影响区的晶化程度得到有效控制.焊后接头的熔化区硬度略高于母材,而热影响区的硬度相比于母材显著降低.     

微量元素Sc和Zr对过共晶Al-5%Fe合金组织和性能的影响

二元过共晶Al-5%Fe合金中的初生Al3Fe相为粗大的针片状。微量元素Sc和Zr加入到过共晶Al-5%Fe合金中,合金的初生Al3Fe相形貌发生显著变化。其细化作用在Sc、Zr加入量分别为0.3%和0.1%时效果较好,合金的初生Al3Fe相转变为细小的针状、粒状和花朵状。合金的抗拉强度达到266.8 MPa,提高了119.8%。讨论了Sc、Zr联合添加对过共晶Al-5%Fe合金初生Al3Fe相的作用机理。     

压力下凝固工艺参数对6061铝合金组织与力学性能影响

采用压力下凝固成型工艺制备6061铝合金,利用正交试验研究了浇注温度、比压、保压时间和模具预热温度等工艺参数对合金力学性能的影响。结果表明,工艺参数对合金力学性能影响权重不同,对抗拉强度的影响权重为:比压模具预热温度浇注温度保压时间,即比压对抗拉强度的影响最大,保压时间对抗拉强度的影响最小;各因素对伸长率的影响权重为:浇注温度模具预热温度保压时间比压,即浇注温度对伸长率的影响最大,比压对伸长率的影响最小。当浇注温度720℃、比压150 MPa、保压时间25 s、模具预热温度150℃时,铸件力学性能最佳,此时抗拉强度为181.7 MPa,伸长率为15.4%。     

平面流铸雾化制取锡铅合金粉末的研究

传统平面流铸技术是用于生产微晶或非晶合金薄带的一种快速凝固技术。在传统平面流铸技术的基础上,开发出一种新型的快速凝固制粉技术—平面流铸粉末制备技术。自行设计制造了平面流铸粉末制备工艺试验装置,用此工艺装置制取了锡铅合金粉末,试验分析了制粉工艺参数对所制取锡铅合金粉末的尺寸分布和形貌的影响规律。大量工艺试验表明,平面流铸制粉工艺能对所制取的锡铅合金粉末进行速度分级。     

不同含量(TiC+TiB)对TC4合金组织和力学性能的影响

以Ti-6Al-4V(TC4)合金为基体,以TiC和TiB作为增强相,采用熔铸法制备不同体积分数增强相的钛基复合材料(TMCs),研究不同含量TiC、TiB对TC4组织与力学性能的影响。结果表明:随着增强相体积分数的提高,TiC、TiB衍射峰明显增强;α相层片的长度有所变短,层片的宽度也有一定的减小,且排列方向较不规则;TiB、TiC沿晶界分布,同时晶粒有细化的趋势。当增强相体积分数由0vol%增加到4vol%,复合材料的硬度升高,复合材料的抗压强度由1205 MPa增加到1602 MPa,提高了近400 MPa,但极限变形量有所降低,从24.5%降到16.7%,降低了约8%,即强度提高塑性降低。     

热处理对IMI834钛基复合材料组织与性能的影响

采用熔铸原位自生法制备钛基复合材料,增强相为3vol%的Ti C和3vol%Ti B,基体为近α钛合金Ti-5.5Al-4Sn-4Zr-0.3Mo-1Nb-0.5Si-0.06C(IMI834),设计合理热处理工艺,对所得材料进行不同工艺参数的固溶+时效处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对合金进行显微组织观察和成分分析,利用电子万能试验机和摩擦磨损试验机对合金压缩和耐磨性能进行测试。研究发现:通过热处理可以提高复合材料性能,固溶温度为1050℃、时效温度为500℃时综合性能最佳,与铸态IMI834合金比较,其洛氏硬度从53 HRC增加到58 HRC,磨损体积从14.8 mm~3减少到7.0 mm~3,平均摩擦系数从0.34下降到0.25。钛基复合材料经过热处理后,粘着磨损和氧化磨损减弱,磨粒磨损为主要磨损机制。     

TiC含量对原位钛基复合材料组织与摩擦性能的影响

采用原位自生熔铸法制备以纯钛和石墨粉为原料,TiC增强相含量分别为2%、4%、6%、8%、10%的钛基复合材料。研究了TiC增强相体积分数对钛基复合材料组织形貌及摩擦性能的影响。结果发现,随着增强相含量的增加,TiC形态由纤维状,短棒状逐渐生长为枝晶状形态,硬度(HRC)从30.8提高到46.2。当TiC增强相的含量为6%时,硬度达到最大值。在载荷为100N、转速为100r/min条件下,与Cr12MoV钢对磨的平均摩擦因数从0.46下降到0.37。钛基复合材料与Cr12MoV钢的干滑动摩擦磨损机制随着TiC增强相含量增加,由严重的粘着磨损、氧化磨损逐渐转变为轻微粘着磨损,磨粒磨损和氧化磨损。