排气歧管铸件的铸造工艺设计与优化

针对排气歧管铸件孤立热节多,又无法设置冒口的情况,采用华铸工艺分析软件模拟铸件的凝固过程,预测缩孔、缩松缺陷出现的部位;采用铸件均衡凝固理论,设计浇注系统和冒口补缩系统,采用“宽、薄、短、斜”的冒口颈是充分利用石墨化膨胀自补缩作用的关键,采用该技术并优化相关工艺参数后,有效地克服了排气歧管铸件的缩孔、缩松缺陷,大幅度提高了铸件的工艺出品率和成品率,取得了显著的经济效益.     

依据排气歧管工作温度选择材料及其注意事项

如何依据排气歧管的工作温度选择材料是发动机设计人员比较关注的问题,在生产条件下,应测定球铁、硅钼蠕铁、硅钼球铁、高镍球铁、耐热钢在不同温度下的力学性能曲线。提出根据不同温度下的力学性能选择材料,但还要考虑排气歧管不仅是结构件,还是承载件,所以根据承载情况及运行状态下的工况情况,增强结构或选择高温性能更好的材料。     

排气歧管材料更新换代的概况

介绍了排气歧管材料的更新过程,根据不同的排气温度,采用的材料有普通灰铸铁、w(C)量高的灰铸铁、西拉尔铸铁、铁素体球墨铸铁、高w(Si)量的铁素体球墨铸铁、蠕墨铸铁、Si-Mo球墨铸铁、高Ni奥氏体球墨铸铁、铁素体耐热钢、w(Ni)量较低的奥氏体耐热钢、高Ni-Cr奥氏体耐热钢等;目前内燃机排气歧管所用的主要材料有蠕墨铸铁、Si-Mo球墨铸铁、加V的Si-Mo球墨铸铁、奥氏体球墨铸铁、耐热钢等.最后指出生产耐热钢排气歧管必须严控化学成分,保证熔炼时钢液充分脱O,同时采取底注浇包的浇注工艺.     

汽车发动机排气歧管材料、成形及其发展

排气歧管作为汽车发动机的重要部件,在节能减排的大趋势下,面临新的挑战。综述了国内外排气歧管的材料应用、制备成形现状及最新发展。排气歧管的发展方向为,排气管材料需要有更高的耐高温综合力学性能,硅钼球铁/蠕铁、高镍奥氏体球铁和耐高温不锈钢会得到更多应用;开发新型高性能、低成本耐高温材料;产品减重设计、薄壁化;排气管跟涡壳或发动机缸盖的整合;对制造工艺性和制造精度提出更高要求。     

适用于汽车排气歧管的含铌铁素体不锈钢的组织与力学性能

制备了适用于汽车排气歧管的不含铌和含0. 1%、0. 3%、0. 5%和0. 7%Nb(质量分数,下同)的铸造铁素体不锈钢,并对其进行了1 100℃保温2 h炉冷退火、1 050℃保温1 h水冷固溶处理和900℃保温1. 5 h空冷稳定化处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了钢的显微组织,包括析出相、晶粒大小和碳化物类型等,并测定了钢的力学性能。结果表明:添加铌能细化钢的铁素体晶粒,增加晶内析出相的数量;随着铌含量的增加,析出相的平均尺寸减小,从而使钢析出强化,且碳化物类型由TiC转变为TiC和Nb_6C_5;含0. 5%和0. 7%Nb的钢有金属间化合物Fe_2Nb析出;铌使Laves相的析出温度从490℃提高至930℃,使MC型碳化物的析出温度从1 220℃提高至1 360℃;含0. 5%Nb的钢力学性能最佳,抗拉强度达405. 4 MPa,断后伸长率达18. 2%。     

6缸排气歧管断裂与结构分析

结合生产经验,讨论了同等材质、同样功率条件下六缸发动机排气岐管流道形状、圆弧过渡曲率半径、局部壁厚、使用环境等因素对排气岐管寿命周期的影响.提出了圆形或椭圆形流道优于方形流道,圆弧过渡曲率半径大较优,热作用区部位使用较大壁厚等观点.     

柴油机排气歧管的振动疲劳研究

柴油机排气歧管是增压器安装在柴油机上的直接支撑,其可靠性直接影响增压器甚至柴油机的正常工作,对柴油机的性能起着关键作用。对连接增压器与柴油机的排气歧管进行研究,运用Drilik法对排气歧管进行疲劳计算分析。结果表明:疲劳破坏是其主要的失效形式,增压器振动载荷是造成排气歧管疲劳失效的主要原因,并计算得到了排气歧管的最大疲劳损伤。     

球墨铸铁排气歧管浇注缺陷分析与优化研究

分析了实际生产中四种常见的球墨铸铁排气歧管的浇注缺陷,讨论了流场与温度对浇注的影响,并对传统的模具进行了优化设计。研究结果表明:铸件中氧化物的分布,既受浇注温度的影响,也受流场特性的影响,浇注过程中氧化物含量增多会大幅降低铸件的品质;将模具空腔内的流道尺寸优化后,液态金属具有持续稳定的流动,所产生的氧化物能够快速累积于冒口处,不会由于湍流的作用而滞留于铸件中,减少了缺陷,提高了排气歧管铸件质量。     

多种数据采集方式在汽车排气歧管逆向设计中的应用

逆向设计中根据原型对象结构特征,选择合理的数据采集方式至关重要.本文以汽车排气歧管为研究对象,将非接触式光学扫描与接触式三坐标测量进行有机结合,准确实现了实物表面数字化,并给出了具体的实现方式.     

排气歧管铸件材质的研究工作亟待加强

内燃机所用的排气歧管，一般都未将其视为关键铸件。但是，排气歧管的工况条件非常严酷，要随内燃机的工作循环反复承受高温气流的作用，又没有水冷装置，实际作业温度比缸体、缸盖高得多，因而对材质有很高的要求，可不能等闲视之。     

一款CPU铝合金散热片模具的设计

通过对一款典型工业散热片模具的设计描述,介绍复杂分流组合模具设计在实践中的应用及其效果.     

Cu-Zr-Al-Ti块体非晶合金的成分设计与晶化研究

在三元Cu-Zr-Al非晶合金的基础上,通过运用等电子浓度和等原子尺寸成分设计规则来引入第四组元Ti,将合金系拓展到Cu-Zr-Al-Ti四元合金体系,并在该四元系的等电子浓度面和等原子尺寸面的交线上进行成分设计。对设计的合金成分采用铜模吸铸法得到直径为3 mm的棒状样品。对铸态样品微观组织的分析表明:在设计的六个合金成分中有两个成分(即:Cu58Zr33Al6 Ti3和Cu56.9 Zr31.5 Al5.6 Ti6)可以形成块体非晶合金。示差扫描量热(DSC)分析的结果表明:Cu58 Zr33 Al6 Ti3的非晶形成能力(GFA)大于Cu56.9Zr31.5Al5.6Ti6和基础成分Cu58.1Zr35.9Al6的GFA。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对块体非晶合金Cu58Zr33Al6Ti3的晶化过程进行了研究。结果表明,Cu58Zr33Al6Ti3块体非晶合金的晶化分两个阶段进行:合金的初始晶化主要是对应着Cu10Zr7相的析出;而晶化的第二阶段是Cu10Zr7、Cu8Zr3和AlCu2Zr(Ti)三个相同时析出。对非晶合金在等温退火过程中组织结构转变进行了分析和讨论。     

永磁吸附履带式船舶爬壁机器人结构设计

分析了一种永磁吸附履带式船舶爬壁机器人结构及工作原理。通过交流伺服电机驱动的永磁吸附履带机构使机器人能完成垂向爬壁的运动功能。为提高机器人的负载能力和越障能力,结构上采用了新型的永磁万向轮辅助吸附机构和从动轮浮动机构。研究中分析了永磁吸附履带爬壁机构的力学状态。通过对吸附系统的磁力仿真及磁力实验分析,合理设计了永磁吸附履带爬壁机器人吸附单元结构形式和电力驱动系统参数。     

特厚NV-F690船板的组织与性能

模拟高温大变形热轧和连续冷却工艺过程,测试了一种低碳CuNiCrMnMo钢的连续冷却相变(CCT)行为,研究了显微组织随变形和冷却工艺的变化规律。以工业生产的厚连铸板坯为原料,使用高温热轧直接淬火-回火(DQ-T)工艺,成功开发出厚度为100 mm的NV-F690级特厚钢板。结果表明,经连续冷却的高温变形奥氏体在较宽的冷却速率范围内(0.5～5℃/s)转变成粒状贝氏体(GB)+板条贝氏体(LB)。增加变形量、降低变形温度有利于试验钢显微组织的细化,而两阶段冷却工艺对试验钢的组织转变影响不大。经675℃×6 h回火,NV-F690钢板的室温屈服强度Rp0.2≥790 MPa,抗拉强度Rm>830 MPa,断后伸长率A≥20%,在-60℃下Charpy冲击吸收能量KV2>140 J。     

Sn-Zn-Ag-Bi无铅钎料的成分设计

为了改善Sn-Zn钎料的性能,在Sn-Zn钎料中添加Ag、Bi两种合金元素.使用正交试验法,研究钎料成分变化时钎料润湿面积、剪切强度及腐蚀率的变化规律.3个影响因子分别为Ag的质量分数、Bi的质量分数和Zn的质量分数,每个影响因子设定3个水平,进行3因素3水平正交试验.以钎料的润湿面积、剪切强度及腐蚀率作为评价指标,分析试验结果,优化最佳的工艺参数,确定Sn-Zn-Ag-Bi钎料的最优成分是alB2C2,即质量分数Sn为91.5%、Zn为5%、Bi为3%、Ag为0.5%.结果表明,在该成分下,最优钎料各项指标与Sn-9Zn相比有较大的提高.     

440 MPa级含铌船体钢焊接粗晶区组织与性能

焊接热模拟试验表明,t8/5≤40 s时,低碳高铌钢焊接粗晶区奥氏体晶粒尺寸低于高碳低铌钢,低温冲击韧性高于高碳低铌钢.焊接粗晶区的组织主要以粒状贝氏体为主,当t8/5≤40 s时,粒状贝氏体主要以长条状存在;当t8/5>40 s时,粒状贝氏体则主要呈现块状,低碳高铌钢中粒状贝氏体的数量和尺寸远低于高碳低铌钢.Thermo-Calc计算析出平衡曲线表明,高碳低铌钢中第二相粒子的析出主要在1 200℃以上,平均尺寸大于120 nm.低碳高铌钢中第二相粒子的析出粒子主要分布在1 200℃以下,平均尺寸小于50 nm.低碳高铌钢中细小的第二相析出物有效阻碍了奥氏体晶粒长大,显著改善了焊接粗晶区的低温韧性.     

Composition design of nanocrystalline bainitic steels by diffusionless solid reaction

NANOBAIN is the term used to refer to a new generation of advanced steels capable of producing by isothermal transformation at low homologous temperatures, T/T_m～0.25 where T_m is the absolute melting temperature, a nanocrystalline microstructure, composed exclusively of two phases, thin plates of bainitic ferrite separated by C enriched austenite. Such alloys are exclusively designed on the basis of bainitic transformation theory and some physical metallurgy principles. In this work, by designing a new set of alloys capable of producing such microstructure, a further step toward the industrialization of NANOBAIN is taken. Some important industrial requirements, including circumventing the inclusion of expensive alloying elements and the need for faster transformations, are also considered. For all the alloys, the experimental results validate the design procedure and they illustrate that the NANOBAIN concept is a step closer to industrialization, probing that it is possible to obtain nanocristalline bainite in simpler alloy systems and in shorter times than those reported previously.     

基于团簇结构模型的镍基高温合金成分设计

应用“团簇加连接原子”结构模型对镍基高温合金成分进行了解析,指出了这些合金均源自基础团簇式[Cr-Ni12]Cr3,其中[Cr-Ni12]为在FCC结构中以Cr为心的立方八面体团簇,搭配以3个Cr作为连接原子.根据合金化组元与基体Ni的混合焓大小确定其在团簇式中的位置,最终形成多元合金化后的团簇式[(Al/Ti/Nb)-(Ni/Fe/Co)12](Cr/Al)3.采用铜模吸铸快冷技术制备φ10 mm的合金棒,并对其在1373 K保温2h后空冷.结果表明团簇式中含有一个Al时会有细小的γ'相析出,含有两个Al时[Al-(Ni10Fe2)](Cr2Al)合金中γ'相球形析出,粒子尺寸为30 ～ 60 nm;硬度测试表明前者强化效果不明显,后者由于γ'粒子长大使得合金硬度提高.当Al/Ti/Nb等比例占据团簇心部时,[(Al1/3 Ti1/3 Nb1/3)-(Ni10 Fe2)]Cr3合金的硬度最高,为2.86 GPa.     

热处理工艺对含铜超高强度船板钢组织和性能的影响

研究淬火和回火温度对含铜超高强度船板钢的组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢通过控轧控冷工艺(TMCP)可以获得板条贝氏体加少量粒状贝氏体的复合组织。经过直接回火后,获得贝氏体组织,可以满足F550级超高强船板钢的性能要求;通过淬火+回火工艺后,获得回火贝氏体和少量索氏体组织,可以满足F620级超高强船板钢的性能要求。     

微波淬火对低合金船板钢梯度组织结构及性能的影响

为制备具有梯度结构的船板钢,采用了微波淬火及冷轧工艺在船板钢厚度方向上形成温度梯度,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度测试及拉伸试验等研究了微波淬火保温时间对船板钢显微梯度组织结构及性能的影响.结果表明:随微波淬火保温时间的增加试验钢组织和硬度梯度化加深,抗拉强度显著提升.在微波淬火保温10 min与冷...