大型铸钢件热裂阻止措施研究

铸钢是一种很重要的金属材料,它具有优良的物理化学性能。在机械行业中,大型铸钢件有重要用途,特别是一些军事行业。然而,在铸造过程中,会产生热裂现象,进而使铸件报废。因此,阻止热裂现象的研究是机械行业的头等事之一。     

镁合金热裂行为研究进展

热裂是合金铸造过程中最常见的严重铸造缺陷之一。随着镁合金材料应用范围的不断扩大和复杂薄壁铸件的增加,热裂成为镁合金商业化应用的瓶颈。全面阐述了国内外对镁合金热裂行为的测试方法,归纳出了镁合金热裂形成机制,以及镁合金中热裂倾向定量评价方法等。根据多年的深入研究结果详细总结了镁合金热裂的影响因素。同时,还介绍了镁合金热裂的理论预测方法和最新数值模拟模型。为建立稳定、统一的热裂评价标准提供了有实际价值的参考。     

镁合金热裂行为研究的测试方法探讨

针对镁合金的特点，就合金热裂行为研究的测试方法进行了实验研究和分析。用热裂行为测试系统测量合金凝固过程中的温度、线收缩和收缩应力，用铸造热分析系统分析铸造凝固条件下的相析出，这为研究合金的热裂形成机理提供了重要的实验手段。采用热裂环法可以有效地评价合金的热裂倾向性，而等长度试棒法(无论金属型还是砂型)则不适于测试镁合金。     

某铸钢件液态金属助裂(LMAC)形成原因分析

对鱼腹式索网结构特大体育场U型接头和锥形接头铸钢件表面液态金属助裂(LMAC)产生原因进行了分析。介绍了铸钢件表面LMAC的概念及形成原因,并从钢结构设计、铸钢件材料选择、钢构件加工、钢构件热镀锌等4个方面提出预防和降低LMAC的措施。如果选用碳当量较高的材料,或是选用设计及加工过程中会产生较高内应力的材料,建议采用冷喷锌或油漆等防腐措施而非选用热镀锌来进行防腐。     

大型铸钢件热场测定与计算机数值模拟的研究

本文报导了对大型铸钢件热场测定以及计算机数值模拟的结果。对大型铸钢件的温度场进行测定,并对检测得到的数据进行处理,获得有关浇注金属及铸型材料的热物理参数用于计算,从而获得铸件的温度场分布,以此核对铸件生产工艺的合理性,对不同工艺进行浇注的数值模拟计算,得到较为合理的铸件生产工艺,可供生产参考。     

铸造镁合金热裂行为的研究进展

热裂是铸造镁合金成形过程中常见的缺陷,该缺陷的产生极大限制了高性能镁合金的工业应用。了解热裂形成机理、掌握热裂评估方法和影响因素对科学选材和批量应用具有重要的理论和实践价值。总结了现有的热裂理论、试验评估方法、热裂影响因素以及大部分镁合金热裂行为的评估结果,期望能为研究同行提供参考。强度理论、液膜理论、晶间搭桥理论、凝固收缩-补偿理论、裂纹形成功理论和冲击应力理论指导了热裂评估设备的设计,并为研究合金成分、凝固条件和微观组织等因素对热裂行为的影响提供了理论基础。现有的热裂数据并非采用同一评估方法获得,很难进行横向比较。未来热裂研究应尽量统一评估所采用的设备方法,以便建立镁合金相关的数据库,进而为大数据科学选材提供可能。     

合金成分对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响

为研究定向凝固柱晶高温合金薄壁铸件凝固过程的热裂纹形成倾向,采用定向凝固空心薄壁管状试样,考察了Ti,Zr,Hf,Al和B等元素对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响;采用SEM、断口分析及DSC方法,分析了热裂的晶界宏观形态.结果表明:随着Ti含量的增加,γ/γ′共晶增多,尺寸增大,合金凝固温度范围变大,定向合金的热裂倾向性严重;Zr元素含量增加,促成共晶形成,合金出现热裂纹;Hf含量的变化对合金的热裂没有影响;Al,B含量增加,微观组织无明显变化,但合金凝固温度范围变大,导致定向凝固合金出现热裂.     

T2紫铜工艺品热变形脆裂分析

对Ｔ２紫铜工艺品热冲压开裂件进行了分析,认为,紫铜中的微量氧在高温下被ＣＯ还原,形成晶界裂纹,造成脆裂。     

浇注温度对定向凝固Al－Cu合金热裂的影响

针对空心叶片类定向凝固铸件存在的热裂问题，开展了定向凝固热裂规律的研究。本文选择凝固参数较全的Ａｌ－Ｃｕ系合金，研究了定向凝固工艺参数之一的浇注温度对Ａｌ－０．６ｗｔ％Ｃｕ和Ａｌ－２．０ｗｔ％Ｃｕ合金热裂的影响。定向凝固热裂试验表明，提高浇注温度可以降低Ａｌ－０．６ｗｔ％Ｃｕ合金的热裂程度，但对Ａｌ－２．０ｗｔ％Ｃｕ则无作用。理论分析认为，合金在不可补缩区的冷却速率变化是改变合金热裂程度的重要因素。     

Y含量对MgZn9YxZr0.5合金热裂敏感性的影响

基于Clyne-Davies模型,对MgZn9YxZr0.5(x=1,2,4,6,质量分数/%,下同)合金热裂敏感性(CSC)进行预测;采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对MgZn9YxZr0.5合金的显微组织与断口区域形貌进行观察,并采用"T"型热裂模具测试系统,采集MgZn9YxZr0.5合金凝固收缩应力随温度(或时间)的变化曲线。结果表明:CSC预测值与裂纹体积实测值具有相同的变化趋势,其热裂敏感性从高到低的顺序是:MgZn9Y1Zr0.5>MgZn9Y6Zr0.5>MgZn9Y2Zr0.5>MgZn9Y4Zr0.5;当w(Y)≤4%时,枝晶干涉点温度与热裂纹萌生温度随Y含量增加而降低,而当w(Y)=6%时,枝晶干涉点温度与热裂纹萌生温度随之升高。随Y含量不同,MgZn9YxZr0.5合金凝固过程中析出相类型、含量以及α-Mg枝晶倾向的改变被认为是影响晶界裂纹萌生、扩展和热裂的主要微观机制。     

双辊铸造热裂形成及工艺控制

作为铸造过程中最常见且较严重的缺陷,热裂对双辊铸坯的质量具有重要的影响。在对热裂形成机理进行总结与分析的基础上,结合双辊铸造过程中热裂的形成及其主要影响因素,从工艺上对热裂的控制进行探讨与综述,提出在双辊铸造热裂研究中有待加强的方面。     

Al-Cu合金固相区的力学行为及热裂的研究

本文测试了凝固过程中Al-Cu合金在准固相区的拉伸强度,结果表明:液相分数是影响合金拉伸强度的决定因素,拉伸强度与液相分数及温度的关系可分别表示为。合金凝固前期收缩受阻,使其后期的拉伸强度显著下降。Al-Cu合金在液相分数少于25～30％时,可能产生晶间微裂纹。     

汽车增压器涡轮用铸造高温合金热裂研究进展

采用高温合金浇注汽车增压器涡轮时,叶片极易产生热裂,热裂的存在严重影响了铸造高温合金在增压涡轮上的使用。介绍了几种目前国内广泛使用的汽车增压器涡轮用铸造高温合金,对铸件热裂的形成机理进行了综述,重点探讨了铝、钛、碳、锆和铪等元素对铸造高温合金热裂倾向性的影响。综述了合金凝固方式和铸型性质、浇注条件、铸件结构、浇注系统等铸造工艺参数对热裂的影响,并提出了防止热裂产生的措施。     

奥氏体不锈钢铸造管坯的热挤压试验研究

介绍了一种新的奥氏体不锈钢无缝管材制备工艺,即对空心铸坯直接热挤压制备荒管。通过对铸坯热挤压荒管的组织与性能的实验研究,表明新工艺可获得组织和性能均与传统工艺水平相当的不锈钢荒管,但工艺流程缩短,生产成本降低。     

煅烧工艺对熔模精密铸造型砂质量的影响

通过对煤系高岭土煅烧加工精密铸造型砂工艺的研究,阐述了煤质、火焰、负压等因素对产品质量的影响,为实际生产提供了依据。     

钢铸件缩孔缩松计算机预测

采用热容修正技术和交替隐式差分方法对杆状钢铸件进行二维数值计算,并与实测结果比较,铸件内各点温度计算误差不超过5%。用不同固相率凝固等温线、温度梯度和 G/R~(1/2)方法对铸件进行缩松缩孔判别,结果发现固相率65%时 G/R~(1/2)判别比完全凝固时 G/R~(1/2)判别能更准地预测铸件内部缩松缩孔区位置和分布形状。     

新型超高强度热冲压用钢的热变形行为及本构关系

利用Gleeble-1500D热模拟机对新型超高强度热冲压用钢22MnB5Nb进行等温单向拉伸实验,研究了其在变形温度为650~950℃,应变速率为0.1,1.0,10s~(-1)下的热变形行为,并采用3种本构分析方法,即基于传统拟合回归方法的Arrhenius型、考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型和本工作新提出的基于Quasi-Newton BFGS算法的Arrhenius型本构方程来描述22MnB5Nb钢的热变形行为。结果表明:22MnB5Nb钢表现出典型的加工硬化和动态回复软化行为,变形温度与应变速率均对其流变应力有较大影响;3种方程均可以准确预测实验钢的峰值流变应力,其中,Quasi-Newton BFGS算法具有可一次性求解所有材料参数、求解步骤简单和预测精度最高(R=0.99578,Re=11.03MPa,E=2.48%)的特点,考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型本构方程预测精度相对较低,但能直接预测不同变形条件下的流变应力曲线且可以较好地预测变形过程中的加工硬化效应、动态回复软化效应和应变速率强化效应。     

Effect of Surface Coating Strengthening on Humidity Resistance of Sodium Silicate Bonded Sand Cured by Microwave Heating

The microwave heating sodium silicate bonded sand (SSBS) process is regarded as the most likely molding sand to realize green casting, owing to its low sodium silicate addition, rapid hardening speed, high strength, and excellent collapsibility. However, SSBS can absorb water easily in the air at room temperature. A surface coating strengthening method was used to improve the humidity resistance of SSBS. The properties of SSBS treated by the surface coating strengthening method were compared with that without any treatment. The experimental results indicated that humidity resistance had been improved greatly using the surface coating strengthening method, and comparing to SSBS without any treatment, the compressive strength (σ_6h) of the treated SSBS increased 2.32 times and the moisture absorption rate (w_6h) can be decreased by 45%. The morphology results revealed that there was a surface coating around the treated SSBS. The linear scanning indicated that the nonhygroscopic coat components presented on the boundary of the treated SSBS, and the surface phase analysis manifested that the boundary of the treated SSBS emerged new three phases, including Al₂TiO₅, PbTiO₃, and NaAlO₂, which reduced the free sodium ion content and improved the humidity resistance of SSBS.