铸辗成形大口径25Mn钢环件微织构及力学性能

根据铸辗复合成形工艺对大口径25Mn钢环件进行离心铸造和热辗扩工业试验以及对其调质处理,运用金相显微镜、扫描电镜和电子背散射衍射技术分析组织与织构,并采用拉伸与冲击试验等手段检测其力学性能。结果表明,辗扩件外形尺寸精确,组织相对均匀,个别区域伴有不规则晶粒;微观织构组态主要为沿着111//ND取向线分布的黄铜R织构{111}112和取向密度为6.0的高斯织构{110}001,力学性能较好,但塑性稍微偏低;揭示拉伸和冲击断裂机理为解理与韧窝共存形式。调质后回火析出弥散分布的细小碳化物颗粒,晶粒更加细小均匀,大角度晶界所占比例为3/4;揭示织构演化表现为高斯织构沿着?-取向线逐渐向旋转立方织构{110}110聚集转变,塑性性能得到明显提高,呈现典型的韧窝断裂。研究揭示通过离心铸造25Mn钢环坯直接热辗扩成形大口径环件是切实可行的,达到了环件成形/成性的双重目的。     

42CrMo钢轴承环件铸辗成形及淬回火组织性能研究

42CrMo轴承环件是高铁动车和风力发电等装备制造领域关键承载、传动构件。基于环件铸辗复合成形技术开展42CrMo钢轴承环件离心铸造、热辗扩成形及淬回火试验研究,分析高温变速进给时辗扩成形环件的微观组织及力学性能,并对后续淬回火过程组织性能演变规律进行探讨。结果表明,成形环件沿径向厚度区域晶粒得到细化,环件近中层和最小宽展处伴有不规则和等轴状的粗大晶粒;强度、硬度值较高,塑、韧性偏差,拉伸和冲击断口形貌表现为韧窝均聚集在剪切唇上,以解理断裂形式为主。530℃回火时沿环件壁厚方向未观察到碳化物,塑韧性仍较低;590℃回火后析出少量细小、弥散分布的碳化物颗粒,各项力学性能指标均满足标准要求,拉伸断口的韧窝数量多、直径大,冲击断口也比530℃时的平整,韧窝分布更加均匀,使得铸辗复合成形轴承环件的强度和塑韧性得到良好的配合。     

铸辗复合成形法兰坯高温变形行为及加工图

环件铸辗复合成形工艺具有缩短工艺流程、高效和节能节材等优点,研究铸态环坯在铸辗复合成形工艺下的高温变形行为,揭示其组织演变机理,是实现材料在该成形工艺中成形与成性的关键。在不同变形条件下对砂型铸造和离心铸造Q235B法兰坯进行高温压缩试验,分析其流变应力的变化,推导出二者的本构方程。综合变形温度和应变速率对材料微观结构与性能的影响,建立基于动态材料模型的加工图。试验结果表明:二者的流变应力随着应变速率的增加和变形温度的降低而增大。离心铸造法兰坯的流变应力较低,动态再结晶易于发生,且功耗效率值及其变化幅度都要大于砂型铸造,表明了其显微组织变化剧烈,演变更加充分。结合二者的热加工图及其识别出的典型区域显微组织,获得了适合该法兰坯辗扩工艺的热力参数范围,离心铸造可为法兰坯铸辗复合成形工艺提供高质量的铸坯。     

基于铸辗复合成形的25Mn钢法兰热处理工艺的试验研究

以铸辗复合成形的25Mn钢法兰为研究对象,研究热处理工艺参数对25Mn钢法兰微观组织及力学性能的影响;通过扫描电镜观察分析,揭示25Mn钢法兰件经不同回火温度处理后拉伸与冲击断口的断裂机理。试验结果表明,辗扩后法兰件内存在残余应力,组织不均匀,拉伸与冲击断裂形式主要为准解理和脆性断裂。在220~660℃回火时,晶粒得到细化,组织均匀;低温回火后,断口形貌为河流状花样和撕裂棱,韧窝少而浅,断裂形式为剪切和解理断裂;且随着回火温度的升高,强度总体呈下降趋势;经620℃回火析出细粒状碳化物,塑性达到峰值,伸长率和断面收缩率分别约为29%和65.32%,此时韧窝密度大,深度变深,冲击吸收能量最大(约103 J),塑韧性最好。回火温度大于620℃,碳化物发生球化,塑韧性降低。为获得优良的综合力学性能,制定25Mn钢法兰的最佳热处理工艺为880℃淬火保温2 h,在10%NaCl水溶液中冷却后620℃回火10 h。     

地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属的低温冲击韧性

对地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属进行了低温冲击试验,分析了焊缝金属的显微组织和化学成分对其低温冲击韧性的影响,并通过断口形貌观察分析了其断裂机制。结果表明:焊缝金属的显微组织包括先共析铁素体(PF)、侧板条铁素体(FSP)、细晶铁素体(FGF)以及针状铁素体(AF)等;大量的AF使其具有良好的低温冲击韧性;焊缝金属中含有硅、锰、镍等元素,促进了AF的生成并细化了晶粒;焊缝金属的韧脆转变温度为-42.70℃;-20~0℃时焊缝金属的断口形貌以韧窝为主,断裂方式为韧性断裂,断裂机理为微孔聚集型;-40℃时焊缝金属的断口形貌为韧窝和解理面相交织,断裂方式为韧-脆混合断裂;-60℃时焊缝金属的断口形貌已经完全变成解理断口,断口分布着河流状花样和解理台阶,为典型的脆性断裂。     

双相10钢拉伸变形及断裂过程研究

本文通过不同温度亚温淬火及回火,在10铁中得到具有不同体积百分比及不同强度比的铁素体－马氏体双相组织,并研究了这些组织对钢强度、塑性及拉伸时两相变形行为和断裂过程的影响。结果表明,拉伸时马氏体的变形小于双相组织的平均变形,其差值不仅与马氏体的强度有关,同时还受到马氏体区几何形状的影响。低温回火的试样断裂前的微孔及裂纹只产生于铁素体晶粒内部,断口为韧窝＋准解理的混合型;高温回火后,微孔及裂纹的产生部位不再有明显的选择性,裂纹常常穿越马氏体区扩展,断口全部为韧窝状。     

高铁用进口EA4T钢车轴的组织和力学性能

研究了高铁用进口EA4T钢车轴的显微组织和力学性能,分析了组织和力学性能的均匀性。结果表明:车轴中存在CaS、Al2O3及少量硅酸盐等非金属夹杂物,沿表面至心部夹杂物的数量增多;车轴不同位置的显微组织均为回火马氏体、贝氏体和少量先共析铁素体,自表面向心部先共析铁素体的尺寸增大、数量增多,组织不均匀;车轴的拉伸性能和硬度均满足标准要求,但心部因先共析铁素体含量较多,抗拉强度明显较低;车轴纵向存在带状组织,因此其横向冲击韧性较差;车轴试样的拉伸断口存在较多小而深的韧窝,说明其塑性良好,断裂方式为韧性断裂,而冲击断口存在明显的河流花样和韧窝,断裂方式为脆韧混合断裂。     

汽车大梁用BS700MC低碳微合金钢焊接接头的组织和力学性能

通过裂纹敏感性、显微硬度、弯曲、冲击、拉伸试验及组织观察,研究了汽车大梁用BS700MC低碳微合金钢焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:采用WH80-G焊丝焊接时,BS700MC钢具有较好的抗裂性,焊前不需要预热处理;焊接接头的焊缝组织为针状铁素体和极少量贝氏体与先共析铁素体;焊接接头具有良好的综合力学性能,焊缝硬度为380HV,与母材相当,接头底部硬度分布波动明显,热影响区存在软化现象,在-20~20℃范围内焊接接头具有良好的冲击韧性;接头的抗拉强度为815 MPa,为母材的97.1%,断裂于热影响区,拉伸断口为韧窝与解理台阶混合型断口。     

浅谈304钢高速激光熔覆过程中扫描顺序对熔覆层组织性能影响的研究

本文分析研究在高速激光熔覆过程中预置送粉激光熔覆对304钢的组织性能和力学的影响,通过在27siMn钢表面行预置送粉多层累加激光熔覆试验,对比试验过程中激光扫描顺序不同的四个区域的材料显微组织、力学性能和拉伸断口形貌差异,发现激光熔覆材料主要呈现具有典型定向凝固特征的柱状晶,C区、D区的晶粒尺寸较大,而A区和B区的晶粒尺寸略小。A区、B区两个区域的平均抗拉强度以及延伸率均略高于C区和D区。断口表面为典型韧性断裂特征,即断口部位均匀分布有韧窝,局部可见具有脆性断裂特征的光滑表面。从而得出,高速激光熔覆304钢后熔覆区域的显微组织中的柱状晶较先熔覆区域的柱状晶粗大,而平均抗拉强度和平均延伸率则较先熔覆区域有所降低。熔覆后拉伸断口表现为韧性断裂,局部为脆性解理断裂,且存在夹杂现象。     

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60～20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明：随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。     

无模铸型制造工艺铸型CAD模型设计与优化

讨论了无模铸型制造工艺铸型设计如何结合铸造工艺特点和分层制造的特点，并以造型精度和加工时间为目标，提出了造型分型面设计和堆积方向优化的原则与算法，分析了浇注系统设计应注意的问题。     

压铸件铸造缺陷的计算机模拟与预测研究

压铸件铸造缺陷的分析及预测研究对保证压铸质量具有非常重要的意义。针对复杂、小型、薄壁压铸件的收缩缺陷，综合考虑了压铸件形状及其凝固过程中温度变化对缩孔缩松及气孔发生的影响机理，在其凝固过程温度场数值模拟的基础上提出了一种新的压铸件缩孔缩松判据。应用该判据对压铸件收缩缺陷和气孔缺陷的发生及危险部位进行了模拟预测，并对模拟预测的结果进行了可视化显示。预测结果与压铸件缺陷实际发生情况一致。     

Determining casting defects in near-net shape casting aluminum parts by computed tomography

Three types of near-net shape casting aluminum parts were investigated by computed tomography to determine casting defects and evaluate quality. The first, second, and third parts were produced by low-pressure die casting (Al-12Si-0.8Cu-0.5Fe-0.9Mg-0.7Ni-0.2Zn alloy), die casting (A356, Al-7Si-0.3Mg), and semi-solid casting (A356, Al-7Si-0.3Mg), respectively. Unlike die casting (second part), low-pressure die casting (first part) significantly reduced the formation of casting defects (i.e., porosity) due to its smooth filling and solidification under pressure. No significant casting defect was observed in the third part, and this absence of defects indicates that semi-solid casting could produce high-quality near-net shape casting aluminum parts. Moreover, casting defects were mostly distributed along the eutectic grain boundaries. This finding reveals that refinement of eutectic grains is necessary to optimize the distribution of casting defects and reduce their size. This investigation demonstrated that computed tomography is an efficient method to determine casting defects in near-net shape casting aluminum parts.     

连铸设备的国内外发展概况及展望

综述了世界连铸技术的发展历程,分析了现阶段国内连铸设备发展的新形势、新特点,对连铸技术的进一步发展进行展望,并介绍了薄带连铸技术的产生、开发和研究过程。     

镁合金真空低压消失模铸造新技术

介绍了一种新的铸造技术--真空低压消失模铸造的工作原理.建立了其在充型过程中的物理模型与数学模型,分析了其铸造工艺的特点及影响因素,以及在铸造高精度、复杂镁合金铸件方面的优势.作为压力铸造、低压铸造的补充,真空低压消失模铸造新技术在铸造高质量和高精度的镁合金铸件中具有广泛的应用前景,另外还可用于铸造高精度、复杂的铝合金铸件.展示了用该新技术铸造成形的复杂的电机壳体、排气管等镁合金铸件.     

消失模铸造工艺技术研究

从消失模的铸件设计原则、铸造工艺设计原则和浸渗技术三个方面进行分析,进而对消失模铸造有了深入的认识,并提出消失模铸造工艺技术的一些规范和要求,避免工艺技术因素引起的铸造缺陷和废品。     

挤压铸造高速钢轧辊的研制和应用

挤压铸造的压力、保压时间和压下速度是影响高速钢轧辊缩孔的重要因素。采用浇注温度 14 0 0 14 5 0℃、压力15 0MPa、保压时间 12 0 15 0s ,压下速度 14 16mm/s ,可获得组织致密、无偏析、加工量少的高速钢轧辊。     

基于选择性激光烧结成型的无模具快速精铸工艺

论述了基于选择性激光烧结(SLS)成型无模具快速精铸工艺。该工艺将CAD、SLS壳型铸造与传统的砂型铸造相结合，特别适宜具有复杂形状铸件的单件、小批量铸件工艺的设计和生产，并使传统的分散、多工序的铸造工艺设计和生产过程实现了集成化和自动化．     

用SLS(选择性激光烧结)技术制造熔模铸造型芯

介绍用SLS技术制造熔模铸造型芯的方法与技术关键。利用此方法,可以快速制造熔模铸造型芯,降低小批量生产的周期,使设计、修改、制造同步。     

用选择性激光烧结实现快速精密铸造

研究用选择性激光烧结（ＳＬＳ）实现快速铸造的方法和工艺。结果表明，将快速成形与精密铸造结合可以不用模具而获得复杂的铸件，同时降低小批量产品的生产周期和成本，使设计、修改、验证和制造同步。通过若干实例说明快速铸造的特点．