加热工艺对SUP6弹簧钢连铸坯成分偏析影响的研究

以SUP6弹簧钢为研究对象,评定了热轧带钢的带状偏析级别,对比分析了现场加热前后的连铸坯偏析情况,研究了不同加热温度和保温时间对连铸坯偏析的影响。结果表明,SUP6弹簧钢连铸坯的中心部位存在成分偏析,并遗传到热轧带钢中,形成带状组织。热轧前的加热工艺有利于偏析情况的减轻。综合考虑,SUP6弹簧钢较合适的轧前加热制度为温度是1000℃,保温30 min。     

72A帘线钢小方坯的加热工艺研究

为了合理制定72A帘线钢小方坯的加热制度,研究了影响表面质量的氧化脱碳规律、改善中心碳偏析的热扩散规律以及决定组织形态的奥氏体粗化温度测定三方面的热处理工艺;并在此基础上对工业加热参数做出了优化.实践表明,均热段温度1000～1050℃,均热时间35～45 min,奥氏体晶粒尺寸保持在80～100 μm且比较均匀,局部部分脱碳≤30 μm,但中心碳偏析改善不明显.     

帘线钢坯中心碳偏析的热扩散规律研究

针对钢帘线生产对碳偏析程度的要求,通过对72A帘线钢小方坯进行热扩散试验,摸索了加热参数对中心最大碳偏析度的影响规律,以期指导钢坯加热工艺的制定.结果表明,72A帘线钢连铸小方坯的最大碳偏析均出现在其几何中心区域;延长热扩散时间和提高保温温度,均有助于中心碳偏析的改善;采用1060 ℃保温10 h与1160 ℃保温6 h,中心碳偏析的热扩散效果相当,基本都可以满足钢帘线生产需要;1060 ℃保温时的热扩散回归方程显示,试验钢条件下,通过热扩散彻底消除中心碳偏析,几乎不可能也不现实,只能作为改善中心碳偏析的弥补手段.     

等径道角挤压AZ91D镁合金的半固态组织演变

通过半固态重熔实验,并利用金相显微镜,对等径道角挤压AZ91D镁合金的半固态组织演变进行了研究.结果表明:等径道角挤压后二次加热等温处理是一种适于AZ91D镁合金的制坯方法,加热温度对坯料的组织有很大影响.当保温时间一定时,随着加热温度的升高,先是球化效果越来越好,后来发生晶粒合并长大现象,晶粒尺寸也会逐渐长大,当保温时间为15 min,加热温度为560℃时,二次加热组织最好;当加热温度一定时,随着保温时间的延长,晶粒尺寸有长大的趋势,当加热温度为560℃,保温时间为15 min时组织球化效果最好,晶粒最细小;当加热温度和保温时间一定时,随着挤压次数的增加,二次加热组织的晶粒尺寸减小.     

热处理对GTA增材制造TiAl合金组织与性能的调控

针对Al原子含量为45%的电弧沉积态TiAl合金,进行了基于热处理的组织与性能调控研究. 结合Ti-Al二元相图分别制定了1080, 1200, 1270, 1350 ℃ 4个加热温度,保温1 h后随炉冷却. 结果表明,随着加热温度的升高,合金内偏析现象逐渐消失,晶界γ相减少,组织形态逐渐向全层片结构转变,且层片晶团尺寸逐渐增加. 在1350 ℃下分别保温5,30 min和1 h,发现随着保温时间的延长,层片晶团逐渐粗化. 基于单级热处理试验结果提出循环热处理工艺,将沉积态合金在900 ~ 1200 ℃之间多次循环“加热-短时保温-冷却”,获得了细小的层片晶团组织,合金硬度降低,抗压强度与压缩率均提高.     

热扩散对高碳线材碳偏析和网状渗碳体的影响

改编了碳偏析指数随温度及时间的变化模型,研究了一种线材碳偏析指数在热扩散试验中的变化规律,通过试验验证了碳偏析模型的有效性,并根据模型公式预测了铸坯碳偏析指数需要的热扩散时间。试验结果表明:线材在1200℃经2 min和4 min热扩散后,其碳偏析可以降低至1. 10和1. 05以下,空冷组织网状渗碳体级别显著降低。线材热扩散试验数据与模拟数值趋势一致,存在着线材升温至稳定所需的约0. 5 min差值。经过数值模拟,铸坯经过1200℃-590 min热扩散后偏析指数可降低至要求范围,但在实际操作中需考虑铸坯在加热过程中的热扩散。      

锻造工艺对钢中组织偏析的改善

针对某些大中型合金钢锻件金相组织中经常出现不同程度偏析的质量问题,研究了解决该问题的措施。以某船用柴油机连杆42CrMo和某输入齿轮轴17CrNiMo6为研究对象,通过提高锻造的加热温度(连杆为1250℃,输入齿轮轴为1280℃)、增加镦拔次数(由直接拔长成形改为三镦三拔后成形)、在加热温度下保温足够时间(连杆为2 h,输入齿轮轴为2.5 h)的工艺方案,有效地改善了锻件的微观组织偏析。     

17CrNiMo6齿轮钢的组织均匀化

以17CrNiMo6齿轮钢为研究对象,通过对其锻态试样进行不同温度和不同时间的退火处理,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)组织分析手段和Origin数据处理软件,对其带状组织形成原因以及均匀化行为进行了研究与定量分析。结果表明,C、Cr、Ni、Mn和Mo元素在珠光体+贝氏体区域的富集是17CrNiMo6齿轮钢带状组织产生的根本原因,当加热温度为1100 ℃、保温时间为11 h和加热温度为1250 ℃、保温时间为2 h以上时,带状组织已消除,但合金元素不均匀程度仍较高。当加热温度为1250 ℃、保温时间为4 h时,C、Cr、Mn、Ni、P、S、Mo的偏析系数K分别为1.02、0.98、1.02、1.02、1.01、0.98、0.98,元素分布也达到均匀。     

ER50-6连铸小方坯枝晶偏析的热扩散动力学

研究了ER50-6焊线钢连铸小方坯的枝晶偏析及其在加热过程中的扩散动力学。应用电子探针观测和分析了ER50-6钢连铸坯断面边部和中心位置的枝晶偏析形貌,并通过高温加热试验分析了C、Mn元素的热扩散行为;最后借助扩散动力学方程讨论了高温加热制度对枝晶偏析的改善作用。试验结果表明,常规凝固条件下,ER50-6连铸坯中的C、Mn元素分布不均匀,锰元素在枝晶间富集,偏析现象明显;1 100 ℃保温36 min可以使C元素基本扩散均匀,但只能略微减轻锰元素的偏析,说明依靠连铸坯加热来减轻锰元素的偏析在实际生产中不可行。     

GH4033合金粗轧加热过程晶粒长大模型

以GH4033合金锻坯为研究对象,在850~1200℃的温度范围内,借助激光共聚焦高温显微镜研究了加热温度和保温时间对GH4033合金锻坯晶粒尺寸变化的影响,推导并验证了具有普适意义的适合GH4033合金锻坯粗轧加热过程的晶粒长大模型。研究结果表明:随加热时间的延长,在850~1050℃加热时,晶粒尺寸变化不显著,且呈线性长大;1100~1200℃加热时,晶粒尺寸呈抛物线性长大,加热时间低于30 min时,晶粒尺寸随温度升高急剧长大,30 min后晶粒尺寸变化不显著,45 min后出现混晶现象。用于热加工的锻坯,加热温度低于1100℃时,有利于细化晶粒;加热温度高于1100℃时,保证坯料断面均温时间处于30~45 min可有效避免混晶。     

定向凝固过共晶Nb-Si基合金的组织优化

采用液态金属冷却定向凝固炉制备Nb-16Si-24Ti-10Cr-2A1．2Hf合金,凝固速率分别为1．2、6、18、36、50mm／min,随后对定向凝固速率为50mm／min的合金进行（1400℃,10h）,（1450℃,10h）和（1500℃,10h）的热处理。研究了定向凝固速率和热处理温度对合金微观组织的影响。结果表明：合金的定向凝固组织主要由沿着试棒轴向生长的初生Nb5Si3相和耦合生长的Nbss／Nb5Si3共晶胞组成,在共晶胞边缘,有少量的Cr2Nb存在。横截面上共晶胞边界明显,随着凝固速率的增加,定向凝固组织明显细化,Nbss／Nb;Si,共晶胞形貌也发生变化。合金经过热处理,Nbss连成基体,部分CrENb相熔解,微观成分偏析减小。经过（1450℃,10h1热处理,实现了对过共晶Nb—Si基合金的组织优化。     

基于SPS烧结的M42/45钢双金属接头及性能

利用放电等离子烧结技术(SPS)研究了M42粉末高速钢/45钢双金属连接技术,分析了连接接头的界面形貌,测试了连接接头的界面结合强度.结果表明:在970℃×10 min×70 MPa烧结工艺下,可一次性实现M42粉末高速钢的烧结及其与45钢的连接;接头的M42粉末冶金高速钢部分,显微组织均匀,碳化物细小、无偏析,经工艺1180℃×5 min×550℃×1 h热处理后,硬度达到67.36 HRC;M42/45钢连接接头组织致密且均匀,界面两侧有元素扩散,属冶金结合,界面结合强度可达到550 MPa.     

ADI拨叉的壳型铸造和等温淬火工艺

介绍了拨叉铸件的结构和技术要求。铸件采用无冒口铸造工艺生产,原铁液化学成分控制范围为:w(C)3.75%~3.98%、w(Si)1.2%~1.7%、w(S)≤0.08%、w(Mn)≤0.3、w(P)≤0.04,w(Si终)为2.5%~2.8%;出铁温度控制在1 520℃,采用喂丝法进行球化、孕育处理;采用盐浴等温淬火,奥氏体化温度为900℃,保温时间75 min,等淬温度为300~350℃,等淬时间为60 min。最终生产的铸件经过X光检测后可以达到2级甚至1级,铸态金相组织为:球径大小16~60μm,基体组织为铁素体+珠光体;淬火后的金相组织为致密的下贝氏体和20%的残余奥氏体组织,淬火后硬度为302~375 HB。     

大型锻件淬火组织场数值模拟

运用APDL(ANSYS参数化设计语言)语言对ANSYS进行二次开发,使其在模拟温度场的基础上可以进一步计算组织分布。为验证算法,选取一种贝氏体钢淬火,设定冷速为1℃/min、5℃/min、20℃/min、300℃/min匀速冷却,分别模拟计算组织百分数和制备试样观察相应冷速下的金相组织。结果表明模拟计算的结果和观测的金相组织吻合的比较好。最后采用本程序计算1.5 m大型锻件淬火过程的温度场和组织分布,结果显示这种贝氏体钢水冷却8 h后心部温度小于200℃,冷却结束后心部得到大于90%的贝氏体组织。     

AZ31镁合金铸坯均匀化退火

研究了一种新的均匀化退火工艺对AZ31镁合金铸坯组织转变和成分均匀化的影响,保温温度为530、540和550 ℃以及保温时间为30、60和90 min.结果表明,AZ31镁合金在固相线温度以下应尽可能提高退火温度,同时缩短退火时间可使铸坯达到较好的均匀化效果,消除大部分枝晶偏析,γ-Mg_(17)Al_(12)相在α-Mg基体上呈细小的颗粒状分布; AZ31镁合金铸锭的优化退火工艺为540 ℃保温60 min.     

热处理工艺对激光熔化沉积制造JBK-75合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积技术制备JBK-75合金,选取750℃直接时效和1180℃高温固溶+750℃时效两种不同热处理工艺路线,分析了其沉积态的显微结构,对比两种不同热处理态的组织和力学性能。结果表明,沉积态JBK-75合金组织表现为各向异性,存在柱状晶、胞状组织和Ti元素偏聚。直接时效处理JBK-75合金打印组织未发生溶解,打印组织对强化相(γ′相)的析出行为几乎没有影响,但是Ti元素的偏聚促进了晶界有害相(η相)的生成。高温固溶+时效处理JBK-75合金打印组织消失,获得细小均匀的γ晶粒且在晶界未发现η相。高温固溶+时效处理激光熔化沉积JBK-75合金表现出最佳的强塑性配比,抗拉强度为1055 MPa、屈服强度为679 MPa、断后伸长率为29%,达到锻件JBK-75合金热处理态力学性能水平。     

均匀化温度对K465合金组织与性能的影响

通过对K465镍基高温合金不同温度均匀化处理后的组织形貌观察及力学性能测试,研究了均匀化温度对K465合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,在γ′相固溶温度以下(1160 ℃)均匀化后,γ′相尺寸较铸态大;在接近γ′相固溶温度(1210 ℃)均匀化后,合金中的γ′体积分数约为54%,尺寸均匀且立方化程度较高;在1260 ℃均匀化后,γ′相呈小颗粒状弥散分布,并且晶内出现胞状结构。随着均匀化温度的升高,合金的枝晶偏析情况减弱,碳化物由发达的骨架状逐渐转变为短棒状以及块状。热处理工艺为1210 ℃×4 h时合金具有最佳的综合性能。     

工艺参数对触变压铸Al-30Si组织和性能的影响

研究了等温处理工艺和压射速度对触变压铸Al-30Si合金(加入1%的磷盐变质处理)组织和力学性能的影响。结果表明,触变压铸组织和常规铸锭组织相比,初生Si的形貌更加圆整,针状的共晶Si消失,而α-Al的的枝晶被打碎,以弥散的颗粒状分布;在固相率较高时,部分α-Al未熔化,以固相保留下来,形态为球状或近球状。常温下的抗拉强度在620℃保温100min和120min时,都随压射速度的增加呈现出先增大后减小的趋势,前者的最大值出现在6m/s,为226MPa;而后者的最大值出现在4m/s,为230MPa。在630℃保温120min时,抗拉强度随压射速度的增加而逐渐减小。