大直径钨管发热体等离子体喷涂成形制造技术

本文介绍了钨管发热体等离子喷涂成形制造技术,分析了钨管发热体成形沉积模具类型、喷涂工艺参数对成形管坯涂层密度、涂层热应力、涂层抗裂性的影响。确定了等离子喷涂成形制造大型钨管发热体的工艺参数,该方法是制取同类零件最有效的工艺方法之一。     

基体条件对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层热冲击性能的影响

采用有限元分析软件ANSYS对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层在金属基体材质类型、厚度、半径变化时涂层的冲击热应力进行了分析。结果表明,涂层热应力及其应力梯度随着金属基体热膨胀系数增加而增大。当基体厚度超过20 mm后,其对冲击热应力的影响基本可以忽略。涂层热应力随基体半径增加而增大,当超过18 mm后,基体半径对涂层应力影响不大。     

热障涂层的氧化机理分析

热障涂层因其具有优良的抗高温氧化和抗热腐蚀性能而被广泛应用于航空航天、化工、冶金和能源等领域.描述了热障涂层体系中的氧化过程,并对热障涂层体系中热生长氧化层中的生长应力和热应力作了一个初步分析.     

等离子喷涂NiCrAlYi可磨耗封严涂层的动态应力测试

采用独特的平面应变动态测量方法,在线测量了等离子喷涂NiCrAlY涂层过程中试样的动态残余应变及其分布,获得了喷涂热应力随喷涂次数以及涂层厚度的变化规律.实验结果表明,本试验方法在线测试系统的置信度达到98%;在本实验条件下,随着喷涂循环遍数的增多,涂层厚度的增加,涂层的结合强度在不断减小,而在线测得的涂层动态热应力的累积则有不断增大的趋势,最终将导致涂层脱落.     

基于有限元方法的硬质合金TiCN梯度涂层的热应力分析

采用有限元方法分析硬质合金TiCN梯度涂层的热应力缓和机制,比较了单层TiC、TiN涂层和TiC/TiCN/TiN梯度复合涂层对热应力场的影响。计算表明:单层的TiN涂层表面应力最大,为1728MPa;单层的TiC涂层应力最小,为1067MPa;在TiN和TiC之间增加TiCN过渡层时,应力减小为1 674 MPa;只有TiC/TiCN时,应力减小幅度最大,只有1352MPa。TiCN层内应力梯度非常明显,其中等效应力最大值出现在边角上,为3148MPa。因此,热裂纹应从刀片边缘开始,与实验结果吻合较好。     

涂层结构对AlSi/PHB封严涂层热应力影响的有限元分析

可磨耗封严涂层是提升航空发动机气密性和运行效能的一种重要途径,而涂层结构对其热应力及使用寿命具有重要影响。本研究以AlSi/PHB封严涂层为研究对象,利用ABAQUS有限元仿真软件和Python编程语言建立了具有不同结构参数的涂层有限元模型,系统研究了面层厚度、聚苯酯颗粒及孔隙结构特性对热震工况下涂层热应力的影响规律。结果表明：当面层厚度为0.1 mm～1.9 mm时,面层厚度对涂层-基体界面应力的影响小于其对涂层侧面应力的影响,且当面层厚度超过0.3 mm左右时,涂层中出现最大拉应力的部位由涂层-基体界面转变为涂层侧面;当聚苯酯颗粒含量为30 vol.%～50 vol.%时,随着聚苯酯含量的增加,涂层-基体界面和涂层侧面的峰值应力均波动不明显;当面层孔隙率为5 vol.%～15 vol.%时,涂层-基体界面峰值应力随孔隙率的增大呈现先降低后增大的趋势;当孔隙直径为60μm～110μm时,涂层内部峰值拉应力随孔隙直径的增大而增大。综合考虑涂层结构与热应力的关系,AlSi/PHB封严涂层的结构参数优选为：面层厚度为0.3 mm～1.1 mm之间,聚苯酯颗粒含量为40 vol.%～50 v...     

强流脉冲电子束能量密度对TiAlN涂层微观组织和硬度的影响

采用不同能量密度的电子束对硬质合金刀具Ti Al N涂层进行轰击处理,研究了电子束能量密度对Ti Al N涂层表面改性后的微观组织和硬度的影响。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别对Ti Al N涂层进行表面形貌观察、元素分析和物相分析,并对涂层表面进行粗糙度和显微硬度测试。结果表明,随着能量密度的增加,涂层表面更趋于致密。在相同的能量密度1.75 J·cm~(-2)下,采用相对较低的阴极加速电压7 k V和较高电流强度130 A轰击时,涂层表面粗糙度最低达0.15μm。经电子束轰击后的Ti Al N相衍射峰相对强度有所提高;涂层相衍射峰不同程度地向高角度偏移,并且同样能量密度条件下加速电压越高,偏移角度越大;同时涂层相衍射峰有一定宽化趋势。表明电子束轰击后Ti Al N涂层产生较大的压应力和热应力,使晶粒细化,并且在一定的热应力驱动下有利于原子扩散,形成较宽的过渡层,从而提高涂层和基体间结合力。显微硬度随着能量密度的增加呈上升趋势,而相同的能量密度条件,加速电压的提高有助于涂层表面硬化。     

管坯锯片夹锯及打齿原因分析及改进措施

对管坯锯切现场出现的夹锯、打齿问题进行了研究分析.介绍了管坯锯切的各类工况条件及出现的事故现象,分析出导致锯片夹锯及打齿的主要原因为管坯存在不同程度的弯曲、管坯锯切位置的高度偏低.通过增加片体与管坯的间隙、增加锯切点高度、增加管坯压紧、调整片体技术指标等措施,成功解决了该问题,同时提高了锯片锯切寿命及锯切效率.     

基于环形加热炉数学模型的管坯优化加热控制系统

在天津钢管有限责任公司1#管坯环形加热炉原有控制系统的基础上,利用文献[1]和[2]开发的"管坯环形加热炉数学模型",在1#环形加热炉上实现了计算机优化加热控制.本文介绍了所开发的环形加热炉二级控制系统的硬件配置,并对管坯位置跟踪、管坯温度实时计算、炉温优化设定、待轧处理等功能模块在二级控制系统的在线应用进行了描述,最后对模型计算管坯表面温度和实测管坯表面温度进行了对比分析.     

铈锆酸镧涂层高温时效行为和热震性能研究

采用等离子喷涂制备了铈锆酸镧涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、图像分析法等研究了喷涂功率对沉积态涂层表面和截面微观结构、孔隙率等的影响规律,研究了涂层在1200℃、1300℃高温100h时效下相稳定性、微观结构、孔隙率的变化,比较了不同喷涂功率涂层的抗热震性能。研究结果表明:随着等离子喷涂功率的增加,喷涂过程中半熔融颗粒比例减小,涂层的孔隙率减小。涂层经1200℃、1300℃高温保温100 h后仍然具有单一的烧绿石结构,随着热处理温度升高,涂层孔隙率减小。研究了不同功率喷涂的涂层从1250℃到冷水中的热震行为,失效机制分析表明:陶瓷层与粘结层热应力不匹配造成陶瓷层底部产生裂纹是导致涂层失效的主要方式。     

场活化烧结中场特点、影响和作用

场活化烧结技术是一种在电场、应力场和温度场作用下实现快速致密化的粉末活化烧结技术.场活化烧结的特殊致密化过程和活化机理,源自于其特有的电场、应力场以及温度场作用.本文就各种场在场活化烧结过程中的特点、作用和影响的研究进展进行介绍.对于各种场在场活化烧结中的特点、作用和影响的认识,仍存在较多问题和分歧.各场间交互作用显著.从多场耦合的角度研究场活化烧结过程,有助于更准确、全面掌握各种场的特点、作用和影响,深入揭示场活化烧结的特殊致密化过程和活化机理.通过外加磁场提高场活化烧结的均匀性,进一步赋予材料特殊性能,具有良好的研究开发前景.     

外加物理场对激光熔化沉积内部缺陷控制

激光熔化沉积技术是基于“分层—叠加”原理,在高能激光束作用下、按照预定的路径,将同步送给的 金属粉末逐层熔化并快速凝固成形的先进制造技术,具有成形精度高、加工柔性好、内部组织均匀、力学性能 优异、适用难加工金属材料制备等优点,在航空航天等领域具有广阔的应用前景。但是激光熔化沉积过程中 容易产生未熔合、微裂纹、气孔等缺陷,限制了这项技术的大规模应用。其中,激光熔化沉积构件的微观组织 存在明显的各向异性,沉积过程中的快速加热和冷却使构件内部产生较大的残余应力从而导致其变形和开 裂。学者就如何改善激光熔化沉积构件的内部缺陷进行了广泛研究。因此,综述了通过在成形过程中外加温 度场、超声场、电磁场以及复合场的方法改善激光熔化沉积制件的内部组织和性能,以期为激光熔化沉积构件 综合性能的提高提供指导。     

Micromagnetic simulations on demagnetization processes in anisotropic Nd_2Fe_(14)B magnets

Individual grains with diverse dimensional parameters were introduced to investigate the magnetization reversals in anisotropic Nd2 Fe_(14)B magnets. The micromagnetic simulations were carried out via Object Oriented MicroMagnetic Framework(OOMMF). With the same bottom area and height, analysis results show that the coercive fields for different bottom shapes are of similar values. Designed as a cubic grain,the coercive field presents descending tendency as grain volume ascends. Under constant grain volume,with aspect ratio increasing, the coercive field decreases in the beginning and increases soon. Based on the demagnetization field vector, the effects of bottom shape, grain volume and aspect ratio on the coercive field can be explained. The nucleation point is chosen to discuss. Its synthetic field and reversal field are calculated by parallelogram law and inverse external field equation, respectively. The synthetic field equal to the reversal field is defined as critical field, which always shows the same tendency as the coercive field for all cases of this study. It can be concluded that critical field is qualified to be a reference index to measure the magnitude of coercive field.     

铝电解槽的电热模型及其应用

系统概述了近几十年来国内外铝电解槽电热模型的研究进展 ,着重分析了三维半阳极模型、三维阴极侧部切片模型、阴极拐角模型、三维整槽切片模型、1/ 4整槽模型等的优缺点 ,并介绍了电热模型的应用和需解决的关键问题。     

多层多维事元可拓集及其运算

为了建立复杂系统的事元可拓模型,针对现实世界中具有多层结构、每个子层次结构又具有多个特征的复杂系统中各子系统的相互作用问题,从可拓学原理出发,在n维事元可拓集概念的基础上,提出了多层多维事元可拓集及其正域、负域、拓界的概念.给出了多层多维事元可拓集的正可拓域、负可拓域、正稳定域、负稳定域的定义.研究了多层多维事元可拓集的交运算等,讨论了有关性质,并对性质进行了严格证明,得到了多层多维事元可拓集交的可拓域、稳定域的表达式.     

H型钢炉内加热过程温度应力耦合数值模拟研究

采用有限元计算中的间接法,对H型钢在加热炉内的加热过程进行二维耦合求解分析,求解温度场时分别计算H型钢的对流及辐射热流,而后代入Ansys有限元软件进行求解,求解应力场时以温度场计算结果为初始条件。分别计算了不同热负荷下H型钢温度场及应力场的变化状况,得到了H型钢炉内加热过程温度场及应力场的变化规律,为H型钢的加热控制提供了理论依据。     

蓄热式加热炉内温度场及浓度场的数值模拟

利用大型软件CFX4. 4建立了高温蓄热式加热炉内温度场和浓度场的数学模型 ,并确定了合理的喷嘴布置及喷嘴倾斜角度 ,以确保高温空气燃烧技术的加热效果。     

连铸板坯在结晶器内凝固行为的研究

在考虑结晶器铜板水槽结构尺寸和分布的基础上，建立了连铸板坯在结晶器内温度场和应力场之间耦合过程的有限元分析模型。通过耦合计算，发现板坯在连铸结晶器中宽窄面方向上的坯壳表面温度、坯壳生长及其受力变形等行为沿拉坯方向上的变化规律，为分析和解决铸坯在结晶器中产生的质量问题、设计或优化有关结晶器工艺和结构参数提供了理论依据。     

多层多维物元系统可拓集及其性质

为了研究多层多维复杂系统的矛盾问题,运用可拓学原理,在n维物元可拓集概念的基础上,提出了多层多维物元系统可拓集及其正域、负域、零界的概念,给出了多层多维物元系统可拓集的可拓域、稳定域的定义,讨论了多层多维物元系统可拓集的一些性质.最后研究了多层多维物元系统可拓集的交、并等运算.     

转炉炉壳采用汽雾冷却时的瞬态温度场及应力场研究

大型转炉用镁碳砖炉衬后,炉壳温度急剧增加,已超出炉壳材料的蠕变温度,造成炉壳蠕变变形.采用汽雾冷却技术可对转炉炉壳实施温度控制.利用有限元法模拟了炉壳实施汽雾冷却的瞬态温度场和炉壳瞬态应力场.