钛合金表面电镀纳米镍层厚度的优化设计

在Ti6Al4V合金表面电镀适当厚度的纳米纯镍,是提高其表面强度和耐磨性的一种行之有效的方法.作为一种整体结构件,在实际应用中镍硬化层的厚度对部件的内应力分布以及尺寸稳定性有着重要的影响.为确定钛合金表面镍硬化层的合适厚度,利用纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,采用ANSYS有限元软件,对钛合金表面电镀纳米镍硬化层在受压情况下的应力分布进行了分析,并以此对纳米镍硬化层的厚度进行了模拟设计.研究表明:当电镀纳米镍硬化层厚度在0.25～1.25 mm范围时,最大等效应力发生在钛合金和镍之间,容易引起界面处裂纹的产生;合适的电镀纳米镍硬化层厚度范围应在1.25～2.5 mm,最佳厚度约为2 mm.     

电磁搅拌下连铸方坯凝固组织模拟

运用ProCAST软件对连铸方坯凝固过程进行仿真模拟,同时利用CAFE模块对连铸坯凝固组织进行预测,模拟结晶器有无电磁搅拌条件下连铸坯凝固组织。仿真结果表明,电磁搅拌明显缩小柱状晶区、增大中心等轴晶区;对结晶器有无电磁搅拌条件下实际生产的连铸坯组织对比分析,证明模拟结果与试验结果吻合。     

异种材料淬火过程的有限元模拟

钛合金扩散焊接轴承钢材料由于含有钒、铜、镍中间层,在淬火过程中容易从多层材料界面处开裂.因此利用纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,然后采用ANSYS有限元软件对淬火中钛合金焊接轴承钢材料进行了有限元(FEM)模拟,根据得到的温度场以及应力场分布,找出了容易诱发界面处产生裂纹的原因.模拟表明淬火初期由于整体材料发生收缩而引起整体热应力的增加,淬火后期由于轴承钢发生马氏体相变,轴承钢体积开始膨胀,组织应力相应增加,抵消了一部分热应力的值,最终部件的残余应力是这两种应力共同作用的结果.高的淬火温度,增加了淬火过程中试件内部的应力值,容易引起过渡层处产生微裂纹从而导致局部开裂,因此,合适的淬火温度应取在830～860℃范围内且尽可能取偏其下限.     

精矿粉自成球冷态流化特性的研究

自流化床被引进冶金还原过程以来,铁矿石还原失流现象就一直阻碍着它的应用和推广。为解决此问题,本文研究了自成球流化分离的特性。在冷态下,对不同粒度、密度的颗粒进行流化分离实验。实验结果表明采用该方法在一定程度上可以缓解流化过程中的粘结问题。此方法为解决流化过程中颗粒粘结问题提供了一个新的研究方向。     

低碳经济下钢铁行业二氧化碳排放的综合控制技术

<正>随着社会经济高度发展带给环境的压力不断增大,人类已经渐渐意识到社会发展对环境的影响,国际社会正采取积极行动,努力改善人类的生存环境。从《京都议定书》到《巴厘岛路线     

钢铁行业能源精准化管控集成系统的开发

在信息技术综合服务平台的基础上,以钢铁行业节能环保为目标,通过钢铁行业节能试验工程建设、钢铁企业能源精准化设计、钢铁企业能源综合管控、钢铁行业能源信息咨询服务四大平台的建设,开发出钢铁行业能源精准化管控集成系统。此项目的实施可降低钢铁企业吨钢综合能耗3%~5%,吨钢节省18.1kg标准煤,吨钢减少CO2排放超过45kg。     

基于硬度-弹性模量实测关系的镀层硬度数值模拟与优化

采用ANSAYS有限元法对材料的硬度进行直接数值模拟,输入参数中无硬度参量。利用纳米显微力学探针技术确定Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和弹性模量之间的定量关系,用材料弹性模量的变化来反应硬度的变化,以镀镍层在受压状态下的应力分布分析为例,实现ANSYS软件对材料硬度的有限元数值模拟,对Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和厚度进行优化设计。结果表明,对于钛合金表面电镀纳米镍工艺,镀镍层硬度不宜超过448HV0.05;当镀镍层的硬度为439HV0.05时,合适的镀镍层厚度为1.5mm左右。     

CSP变形过程中碳化铌析出的动力学模型

本文在经典形核和长大理论模型的基础上,建立了适用于薄板坯连铸连轧(CSP)变形过程中NbC析出的动力学模型.该模型考虑了不同扩散速率原子的质量守恒、软撞击及毛细管效应,并假设碳化物主要在位错上析出,位错密度按照Atsuhiko模型计算.计算结果表明,在不发生软化行为的情况下,按照某实际CSP生产线生产工艺六道次变形后,Fe-0.046Nb-0.053C%(质量分数)钢的平均位错密度为3×1013m-2,开轧2 s后NbC开始析出.随着轧制过程的进行,NbC的最大半径逐渐增大,六道次轧制后最大半径为57 nm.随着轧制过程的进行、变形量的增大以及温度的降低,NbC的平均半径逐渐增大.轧制完成的瞬时钢中析出的NbC粒子的平均半径为27 nm,体积分数为0.0011%,后者远低于对应的平衡体积分数0.0496%.