大型铸钢件热物性参数确定及在凝固模拟中的应用

为确定大型铸钢件砂型热物性参数,对17.5t铸钢试件进行了测温实验;将确定后的热物性参数应用于300t快锻机下横梁铸件凝固过程的模拟。结果表明,400℃时,砂型导热系数最小;温度大于600℃时,砂型比热随温度升高而增大的速度减小。优化设计下横梁铸件冷铁及补贴有利于补缩,可防止缩孔缩松。     

高速列车转向架用钢热物理性能

针对高速列车转向架材料Q345C和S355J2W(H)钢的导热系数、热膨胀系数、比热容、热扩散率热物理性能参数进行测试,建立高速列车转向架材料热物理性能基础数据库。结果表明,Q345C的Ac1为714℃,Ac3为850℃;S355J2W(H)的Ac1为732℃,Ac3为860℃。在常温~Ac1温度区间,随着温度的升高,热膨胀系数升高;在Ac1~Ac3温度区间,材料的热膨胀系数随温度的升高而降低;当温度高于Ac3时,材料的热膨胀系数又升高;温度低于Ac1时,比热容随温度升高而升高;当温度高于Ac1时,比热容随温度升高而降低,奥氏体转变完成后,比热容趋于定值。Q345C和S355J2W(H)两种材料的热扩散系数和导热系数随温度升高而降低。     

基于一维稳态纵向导热法对几种铸铁材料热物理性能的研究

采用KY-DRX-JH金属高温导热系数测试仪,测定不同合金成分铸铁材料的导热系数。结果表明:在100～550℃,灰铸铁的导热系数随温度的升高呈下降趋势,蠕铁在100℃的导热系数低于灰铁,其导热系数范围为33.33～42.47 W/m·K;合金蠕铁的导热系数随温度的升高先升后降,峰值点在300℃左右。100℃时合金蠕铁的导热系数随基体中铁素体量的增加而提高。     

30Cr2Ni4MoV低压转子钢中不同微观组织的比热和导热系数的测定

采用差示扫描量热法和激光脉冲法分别测定了30Cr2Ni4MoV低压转子钢中不同微观组织(奥氏体、贝氏体和马氏体)在不同温度下的比热和热扩散系数,并进一步计算得到导热系数.结果表明,马氏体和贝氏体的比热随温度升高而增大,而奥氏体的比热随温度升高略有减小;但3种组织的导热系数均随温度升高而减小.     

超细陶瓷粉体对HT250组织和导热系数的影响

研究了HT250中添加改性超细陶瓷粉体前后的组织变化,并分析了加入改性超细陶瓷粉体后对显微组织和导热系数的影响.结果表明,添加超细陶瓷粉体后铸铁的组织明显改善,石墨细化且分布均匀,共晶团数增加,珠光层片间距减小;在25～400℃的测试温度范围内,导热系数随温度升高而降低;在同一温度下,添加粉体后较添加前导热系数略微下降,平均降低4.6％.     

SUS304/Al1050/SUS430复合板高温拉伸性能研究

采用EHF-EM100型电液伺服动态试验机测量SUS304/Al1050/SUS430复合板在不同温度下的力学性能,通过扫描电子显微镜观察拉伸后的断裂层形貌。结果表明:复合板在低于400℃时伸长率随温度的升高而降低;而在400～500℃之间复合板的伸长率随温度升高不断增加;在低于500℃时各层材料的强度差异造成向SUS430侧产生翘曲;当温度升高至550℃,由于两层界面之间产生了FeAl3脆性化合物导致在拉伸时因界面结合强度不够而分离。     

热轧钢／铝复合板结合强度及界面的研究

采用弯曲实验、金相和扫描电子显微镜,研究了轧制预热温度、变形量和轧后退火制度对热轧钢/铝复合板的结合强度和界面的影响。结果表明:预热温度低于400℃时,弯曲次数随预热温度的升高而增加,之后又逐渐减少,预热温度在400℃时的结合界面好且结合强度最大;轧制压下量越大,弯曲次数越大,结合界面和结合强度越好,当压下量为20%～30%时,弯曲次数随压下量的增加比较缓慢,当压下量>30%时,弯曲次数随压下量的增加而快速增加;经600℃×1h退火时,热轧钢/铝复合板的弯曲次数可达11次,结合界面更好,强度更高。     

热处理工艺对45CrMoV钢组织和冲击韧性的影响

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和冲击性能测试等方法,研究了正火冷却速度和回火温度对45Cr MOV钢的组织和冲击韧性及其断口形貌的影响规律。结果表明,由于组织中有先共析铁素体的存在,以及贝氏体板条较宽,因而45Cr MOV钢正火后的冲击韧性值较低。随正火冷却速度的升高,贝氏体中M-A岛由多边形及近球状逐渐变为片状、细长状及尖角状,但冲击值稍有增加;在600℃以下温度进行回火时,冲击韧性变化不大,当回火温度超过600℃,由于发生了再结晶,冲击韧性明显增加。冲击断口纤维区和剪切唇所占比例随回火温度的升高而逐渐增加,回火温度低于650℃的冲击断口放射区的微观形貌均呈现准解理断裂特征。     

临界退火温度对热轧7Mn钢组织和性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜、背散射电镜及拉伸试验研究了临界退火温度对热轧7Mn钢(Fe-7%Mn-0.3%C-2%Al,质量分数)组织和力学性能的影响。结果表明:当退火温度低于700℃时,逆转变奥氏体含量随退火温度的升高而增加;退火温度高于700℃后奥氏体含量随之逐渐降低。奥氏体的稳定性随退火温度的升高单调下降。热轧7Mn钢的屈服强度随退火温度的升高逐渐降低,而抗拉强度则不断增加;均匀伸长率和总伸长率在720℃退火时达到最高,此时材料的强塑积达到最优,为61.8 GPa·%。断口显微组织表明,热轧7Mn钢在680~720℃退火后呈现韧性断裂,而在750℃退火后有沿晶断裂的倾向。     

高速列车制动盘用Cr-Mo-V钢的导热特性

采用激光脉冲试验法研究不同淬火和回火工艺对高速列车制动盘用Cr-Mo-V钢在50～800℃时的比热容、热扩散系数和导热系数。结果表明,当试验温度低于700℃时,随着试验温度的提高,试验料热扩散系数和导热系数逐渐降低,比热容逐渐提高;当试验温度超过700℃时,试验料热扩散系数和导热系数又随之提高,比热容随之下降。当试验温度低于700℃时,随着回火温度或淬火温度的提高,试验料在不同试验温度条件下热扩散系数和导热系数均稍有提高,比热容稍有降低;当试验温度为800℃时,几组试验料的比热容、热扩散系数和导热系数基本相当。      

煅后焦导热性能试验研究与建模

煅后焦的导热性能基础数据对焙烧工艺优化设计、煅后焦余热回收工艺具有重要的指导意义。利用PBD-12-4P型平板导热测试仪研究堆积状态煅烧石油焦在不同温度、不同颗粒直径下的导热性能。研究结果表明:煅后焦导热性能具有随温度升高而线性增大规律,400℃前后线性增大趋势不同,400℃之后煅后焦导热系数增加率变大;随颗粒直径增大煅后焦导热系数逐渐增大。基于最小二乘法原理建立了导热系数与温度之间的试验关联式,可用于对煅后焦导热系数的预测。     

超轻质ZrO2纤维隔热材料的热物理性能研究

采用Hot disk热分析仪和石英灯辐射加热法分别测试分析了ZrO<,2>纤维隔热材料的常温和高温隔热性能.研究表明,随材料孔隙率的增大,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数减小,即隔热效果越好;在孔隙率相同的情况下,材料晶粒尺寸越小其有效导热系数就越小;随试样表面温度的升高,在热传导的过程中辐射起主导作用,从而使材料的有效导热系数增大;当温度由200℃升高到800℃时,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数由0.027W/(m·K)升高到0.085W/(m·K),在800℃达到热稳定时,ZrO<,2>纤维隔热材料冷边的温度不高于30℃.     

退火温度对90°ECAP变形工业纯钛组织和性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、单向拉伸及显微硬度测试等方法,研究了经室温90°ECAP变形工业纯钛1道次在400、500、600℃退火1h后的组织和性能.结果表明:当退火温度为400℃时,变形组织未发生明显变化,抗拉强度和显微硬度略有降低,伸长率增加;当退火温度高于400℃时,随着退火温度的升高,变形组织发生再结晶,晶粒尺寸增至12μm,工业纯钛的抗拉强度和显微硬度明显降低,伸长率显著提高.工业纯钛的拉伸试样断口均为韧窝型断口,韧窝随退火温度的降低而变得细小、均匀.     

95W-3.5Ni-1.5Fe合金高温性能、组织及断裂机制

研究了95W-3.5Ni-1.5Fe合金在400～1100℃范围内的高温拉伸力学性能及其断口特征,并分析了其断裂机制.结果表明:合金的抗拉强度及屈服强度均随温度升高而降低,延伸率和断面收缩率随温度升高呈现先增加后降低的关系,600℃时延伸率和断面收缩率达到最大值.对其断口分析结果表明:在400～600℃范围内,由于钨相发生了塑脆转变,钨颗粒塑性提高使得两相协调变形能力增强,合金塑性提高.而当温度升高到700℃以上,粘结相发生动态再结晶软化,钨相和粘结相界面结合强度大幅度下降,外加应力不能由粘接相传递到钨颗粒,其两相协调变形能力变差,导致合金强韧性急剧下降.     

电沉积纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的热稳定性

用脉冲电沉积方法制备表面平整光亮的纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层.采用XRD、TEM、EDS、DSC和显微硬度计分别研究纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的微观结构、化学成分、热稳定性及其硬度.结果表明:纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的晶体结构为单相的面心立方结构,其晶粒尺寸随镀层Co含量的增加而减小;合金镀层的显微硬度随退火温度的升高而提高,在300～375℃时达最大值,存在明显的退火再强化,之后,随着退火温度的继续升高明显下降;当镀层在低于375℃退火时,晶粒长大速度较慢;而当镀层在高于450℃退火时,晶粒迅速长大,并呈现较强的(111)织构.升温速率为20℃/min时,纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的DSC结果显示,晶粒长大的峰值温度随镀层Co含量的增加而升高.由Kissinger方程求得纳米晶Ni-Co-Fe合金的晶粒长大激活能随镀层Co含量的增加而增大.     

加热温度对CuSeTeFe合金热扩散系数的影响

研究了加热温度对CuSeTeFe合金热扩散系数的影响.结果表明:CuSeTeFe的热扩散系数随加热温度的升高而逐渐降低,当温度从25℃升至400℃时,热扩散系数降低了16.35%.     

深冷处理对黄铜电阻率的影响

利用电阻率测试仪测试了深冷处理前后黄铜在25～600℃的电阻率,并探讨了深冷处理对黄铜电阻率的影响.结果表明:深冷处理前后黄铜的电阻率均随温度的升高而增大,当温度低于300℃时,深冷处理后黄铜的电阻率大于深冷处理前的电阻率;高于300℃时,深冷处理后黄铜的电阻率小于深冷处理前的电阻率.     

2507双相不锈钢高温物理性能研究

采用综合热分析仪、热膨胀分析仪、激光导热仪和热/力模拟试验机分别对2507双相不锈钢进行了综合热分析试验、热膨胀试验、激光导热试验和高温力学试验,以控制连铸坯表面凹陷、裂纹等缺陷。结果表明：2507双相不锈钢的固相线温度为1 469.5℃,液相线温度为1 446.2℃;温度在100～750℃时,2507不锈钢平均线膨胀系数为16.606 1×10^-6 K^-1,温度在750～1 020℃之间的平均线膨胀系数为14.916 2×10^-6 K^-1,温度在1 020～1 400℃时平均线膨胀系数为20.475 1×10^-6 K^-1;在降温过程中,平均线膨胀系数为-22.690 3×10^-6 K^-1;2507不锈钢的密度随温度升高而降低;温度从650℃升至1 150℃,2507不锈钢的热扩散系数增大了25%;导热系数随温度升高而增大,在1 000℃时导热系数达到最大值34 W/(m·K);温度超过1 200℃之后,抗拉强度...     

热处理工艺对GH4151合金冲击性能的影响

采用冲击实验研究了不同温度固溶处理及固溶和双级时效处理对GH4151合金冲击性能的影响，采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等观察了合金经不同工艺处理后的显微组织、析出相和断口形貌。结果表明：对于仅固溶处理的合金，当固溶温度低于1140℃时，其冲击韧性值的变化不大，固溶温度高于1140℃时，冲击韧性值随固溶温度的升高而增加，断裂过程以裂纹的稳定扩展区为主，断口呈韧性断裂。对于固溶时效处理的合金，当固溶温度低于1160℃时，冲击韧性值的变化也比较稳定，固溶温度高于1160℃时，冲击韧性值随固溶温度的升高而降低，断裂过程不存在裂纹的稳定扩展区，断口呈典型的沿晶脆性断裂。这主要是因为当固溶温度低于1140℃时，合金的晶粒尺寸变化不大，而在1140℃以上时晶粒尺寸明显增大；双级时效后，当固溶温度高于1160℃时，晶界上连续或不连续分布的第二相显著降低了合金的冲击韧性。     

珠光体含量对蠕墨铸铁高温力学性能和热物理性能的影响

通过不同的热处理方法得到不同组织蠕墨铸铁,研究基体中珠光体含量对蠕墨铸铁不同温度下力学性能和热物理性能的影响。结果表明:珠光体含量为40%~60%时,珠光体的分散度高且分布均匀;随珠光体含量的增加,蠕墨铸铁的硬度、强度、密度和比热增加,塑性韧性、热扩散率和导热降低;当珠光体由5%增加到95%时,蠕墨铸铁500℃的抗拉强度增加,达到320 MPa;屈服强度增加,达到250 MPa,伸长率为4.05%,断面收缩率为1.68%;当珠光体含量小于60%时,蠕墨铸铁的导热随珠光体含量增加缓慢降低,当珠光体含量由5%增加到60%时,100℃的导热系数由48.3 W·m~(-1)·K~(-1)降低到47.1 W·m~(-1)·K~(-1)。