大型变曲面导叶电渣熔铸工艺模拟及应用

论证了电渣熔铸过程数学模型，形成电渣熔铸导叶工艺过程三维数值模拟软件包ＥＳＲＣ３Ｄ。用此软件包模拟了电渣熔铸全过程。优化了电渣熔铸工艺并应用于大型变曲面水轮机导叶的生产，取得良好技术、经济效益，并使电渣熔铸生产工艺从经验走向科学。     

第六届中国机械工程学会铸造专业“福士科”杯金奖论文作者简介

1．论文题目：电渣熔铸三峡电站水轮机导叶 第一作者：陈瑞，男，1961年生，铸造专业硕士研究生，现为沈阳铸造研究所研究员，系《电渣熔铸三峡电站水轮机导叶》项目的课题组长。多年来一直从事电渣熔铸技术的研究与产品开发工作。主持并参加了“九五”、“十五”国家重点攻关课题《电渣熔铸三峡电站水轮机导叶关键技术研究》、国家自然科学基金《大型变曲面构件电渣熔铸工艺模拟与优化》等多项国家     

电渣熔铸过程渣池流场的模拟研究

电渣熔铸过程中熔渣的流动决定了熔铸体系温度场的分布以及金属熔池的形状，最终影响熔铸钢锭的质量。采用大型通用有限元分析软件ANSYS，对电渣熔铸体系渣池流场进行了模拟研究，所得结果与物理模拟实验结果完全一致。并以此为基础，研究了熔铸电流、填充比和电极端部形状对熔渣流速分布的影响，为实际生产提供了依据。     

大型弯曲面导叶电渣熔铸工艺模拟及应用

论证了电渣熔铸过程数学模型,形成电渣熔铸导叶工艺过程三维数值模拟软件包ＥＳ－ＲＣ３Ｄ。用此软件包模拟了电渣熔铸全过程。优化了电渣熔铸工艺并应用于大型变曲面水轮机导叶的生产,取得良好技术,经济效益,并使电渣熔铸生产工艺从经验走向科学。     

电渣熔铸钢锭应力场的模拟研究

针对电渣熔铸钢锭各部位温差大、易产生热应力及测量困难的特点，采用大型有限元分析软件ANSYS对电渣熔铸过程中钢锭温度场和应力场进行了模拟研究，模拟结果与实际相吻合，并以此研究了钢锭的温度场及应力场分布，为电渣熔铸的实际生产提供了科学依据。     

电渣熔铸的补缩工艺

提出了电渣熔铸补缩工艺中的补缩时间和补缩量两个参数的选择并给出了计算公式，并介绍了生产中电渣熔铸铸件补缩操作方法     

电渣熔铸渣壳凝固特性研究

在给定工艺条件下,采用"钢丸填充法"研究了电渣熔铸的渣壳凝固过程。试验结果验证了电渣熔铸过程中存在渣壳返熔现象,且返熔的渣壳厚度约为一次渣壳厚度的30%~50%。提出了几点改善电渣熔铸件表面质量的关键措施。     

电渣熔铸生产复合双金属材料的试验研究

用卧式电渣熔铸方法生产复合双金属材料，复合层厚度可以达到２０～３０ｍｍ。两种材料熔合处无裂纹、夹渣。电渣熔铸的复合层金属质量好，可满足不同工况需要。     

热处理对电渣熔铸WC颗粒增强钢基复合材料组织和性能的影响

采用电渣熔铸技术制备了以5CrNiMo模具钢为基体,WC颗粒为硬质相的钢基复合材料。用金相分析方法研究了该颗粒增强钢基复合材料熔铸原始态、锻造退火态和淬火回火态的显微组织,进行了洛氏硬度和冲击试验。结果表明,复合材料钢基体的WC颗粒分布较为均匀,组织致密。白色WC颗粒周围包裹着一圈黑色条带的Fe₃W₃C和WMoC₂复合碳化物。经过热处理后,材料的洛氏硬度和冲击韧度均较原始态有明显提高。     

苏联电渣熔铸的发展

本文概要论述了电渣熔铸工艺近来的发展状况.着重介绍了苏联研究试验也渣熔铸最为驰名的几个厂、所在这方面的经验和进展。同时对目前世界上最大的电渣熔铸车间的设备特征作了介绍。最后就电渣熔铸工艺今后的研究发展方向提出了新的设想.     

固体渗硼提高热锻模寿命的研究

对５ＣｒＮｉＭｏ式样进行了固体渗硼热处理工艺试验、组织观察与力学性能测定,确定了提高５ＣｒＮｉＭｏ钢制热锻模服股寿命的固体渗硼热处理工艺,并用于实际生产。     

20CrNiMo牙轮牙爪锻造缺陷对力学性能的影响

KX-250三牙轮钻头上的牙轮牙爪可选用20CrNiMo钢锻造,但20CrNiMo牙轮牙爪在锻造过程中产生的缺陷严重影响产品的力学性能.为此对20CrNiMo牙轮牙爪进行质量跟踪,并对试样进行了力学性能的测试.结果表明：当锻造产生了白点和过热缺陷时,牙轮牙爪的力学性能明显下降,尤其是塑性指标和冲击韧度降低明显.为了防止这些缺陷的产生,还提出了一些对策,以提高牙轮牙爪的力学性能.     

18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺

基于机车用重载齿轮的热处理工艺要求,对18CrNiMo7-6钢进行920~1050 ℃的伪渗碳工艺处理,横向对比研究了试验钢经常规渗碳以及不同温度高温渗碳处理后的组织及力学性能;结合Aichelin计算机辅助模拟设计软件工艺模拟结果,制定高温渗碳工艺流程,对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行高温渗碳处理,并与常规渗碳齿轮进行了组织及性能的对比研究。结果表明,与热处理前相比,经不同温度和时间的伪渗碳处理后,18CrNiMo7-6钢的综合力学性能均有所下降,但通过控制渗碳后的冷却过程,可以显著提高其最终热处理后综合力学性能;增加渗碳温度和碳势,可以大幅提高渗碳效率;对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行最高温度1050 ℃高温渗碳,渗碳效率提高约65%,经高温渗碳后,齿轮组织、综合力学性能以及单齿弯曲疲劳强度相比于常规渗碳齿轮均未降低。     

高铁车轴用结构钢的热处理和力学性能

研究了高铁车轴用35CrMo3、4CrNiMo6和40CrNiMo钢的淬透性、热处理工艺和力学性能。结果表明,34CrNiMo6钢的淬透性优于其余两种钢;三种钢的抗拉强度、屈服强度和硬度均随回火温度的升高而下降,而断后伸长率、冲击韧度随回火温度的升高而上升。     

压力机热锻模用5Cr2NiMoV钢的性能

本文测试了5Cr2NiMoV钢的室温和高温力学性能,探讨了热处理工艺对性能的影响,并与5CrNiMo钢的性能做了对比。结果表明,5Cr2NiMoV钢由于存在二次硬化效应,其回火抗力和高温强度高于5CrNiMo钢。还指出5Cr2NiMo钢存在中温脆性,提高回火温度可以降低中温脆性的危害。     

ESRC guide vanes of hydraulic turbine for Three Gorges project

1. IntroductionESRC is a special working method gathering refiningand casting of molten metal together. With its specialprocess, ESRC can counteract the weakness of commonsand castings, thus get high grade castings with goodinternal quality. In this project, a lot of research has beendone about key technologies of material, process andequipment, which are involved in making guide vane ofhydraulic turbine by ESRC, and the achievements havebeen used in practice.2. Material research2.1 Trial…     

制动鼓锤锻模热处理

制动鼓锤锻模采用H13钢制造,通过反复镦拔消除其内在组织缺陷,经等温球化退火细化晶粒,淬火、回火后获得优良的热强性、热稳定性、冷热疲劳性及良好的综合力学性能,使用寿命较5CrNiMo钢制造的模具提高两倍以上。     

稀土深层膏剂渗硼在热锻模具上的应用研究

对5CrNiMo钢进行了稀土深层膏剂渗硼及热处理工艺试验，观察、分析了渗硼层及心部组织，测定了试样渗硼后的性能。结果表明，热锻模具采用稀土深层膏剂渗硼并结合合理的热处理工艺，能得到优良的综合性能，满足热锻模具的工作要求。     

20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗热冲击和抗氧化性能研究

目的针对工作温度较低(低于550℃)的热作模具,研究热喷涂20%NiCr-80%Cr3C2涂层在5CrNiMo热作模具钢基体上的抗热冲击和抗氧化性能。方法利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在5CrNiMo热作模具钢基体上制备20%NiCr-80%Cr3C2涂层。采用维氏显微硬度计和万能力学试验机分别测试涂层表面的显微硬度和结合强度;采用管式炉研究涂层在250~550℃之间的抗循环热冲击及抗氧化性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪分析表征涂层经循环热冲击试验前后样品的形貌、组织结构及物相组成。结果20%NiCr-80%Cr3C2涂层组织均匀致密,具有极高的表面显微硬度(818.9HV)和结合强度(64.0MPa)。200次循环热冲击后,涂层内部产生了微裂纹,但并未相互连通,样品表面依旧保持光洁平整,且粘接相中析出的碳化物颗粒使涂层硬度大幅提高(1029.0HV)。涂层与基体界面形成了Fe和Cr元素的氧化物层,但其厚度增至约1μm后处于稳定阶段,且该氧化层连续致密,与基体和涂层结合良好,并未表现出使涂层剥离的倾向。结论利用HVOF制备的20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗循环热冲击性能良好,且能够有效提高5CrNiMo热作模具钢工作表面的硬度和抗氧化性能。     

稀土对模具钢QPQ渗层组织和性能的影响

研究了5CrNiMo模具钢经不同浓度稀土QPQ处理后的组织和性能,在QPQ处理过程中加入适量稀土化合物LaCO3对5CrNiMo钢进行表面改性处理。利用扫描电镜(SEM)分析了5CrNiMo处理后的表面金相显微组织和表面形貌、氮化层深度,采用401MVA型显微维氏硬度计测量试样显微硬度,在M-2000型磨损试验机上进行滑动磨损试验。结果表明,QPQ处理加入适量的稀土不仅有明显的催渗作用,而且能提高5CrNiMo钢的硬度及耐磨性。