可控电磁能(CEME)时效处理下Al-Zn-Mg-Cu合金的析出及强化机理研究

文中提出了可控电磁能(CEME)铝合金辅助时效处理技术,研究了脉冲电磁场产生的可控电磁能对Al-Zn-Mg-Cu合金析出相密度、尺寸分布及力学性能的影响并分析了组织强化机制.引入磁-热扩散模型和量子力学探讨外加脉冲磁能作用下Al-Zn-Mg-Cu合金的扩散析出机理.结果表明,施加脉冲电磁场有利于增加析出质点数量,而延长时效可促进析出相长大,经脉冲电磁场时效1 h后的析出相分布密度为1.124μm-2,约为传统时效12 h的3倍,其抗拉强度分别为506 MPa和542 MPa;随着析出相尺寸的增大,强化机理由共格应变场强化机制(OS)过渡至Orowan绕过强化模型(CS),理论临界析出颗粒尺寸为20 nm.动力学分析认为,外加磁能对扩散激活能的Gtot作用较小,提高原子振动频率v0是增加析出质点数量的主要原因.     

Q420qNHE耐候钢板的研发

通过对Q420qNHE耐候钢化学成分设计，确定合理的加热温度，以及对轧制工艺优化（采用非再结晶区控制轧制+细化晶粒控制轧制），获得了低碳贝氏体组织，有效地提高了钢板的综合力学性能和耐腐蚀性能，保证了80 mm厚及以下规格耐大气腐蚀用钢板Q420qNHE的各项性能均满足技术要求。     

Q345D高温力学性能实验研究

采用热模拟机Gleeble-1 500对低合金钢Q345D进行热模拟研究.通过该仪器在不同温度下对Q345D的屈服强度、抗拉强度及延伸率、断面收缩率的变化进行了测试.得出Q345D高温力学性能:800～850℃时随着温度的升高,屈服强度、抗拉强度随之升高;在900～1 300℃温度区间内,温度的升高,其屈服强度和抗拉强度有所降低.对于钢的塑性,在900～1 000℃降低,1 000～1 200℃形成了一个平台,温度高于1 200℃后,钢的塑性迅速降低.     

DP590钢薄板单道次焊接区的组织和性能

在不同焊接参数下分别通过Φ3 mm E4303碳钢焊条（/%:≤0.12C、≤0.25Si、0.30～0.60Mn）和Φ1mm H10MnSi焊丝（/%:0.14C、0.65～0.95Si、0.80～1.10Mn）对3.8 mm DP590钢薄板（/%:0.07C、0.45Si、1.61 Mn）进行手工电弧焊接和CO₂气体保护焊接,并利用ZEISS光学显微镜、LEICA显微硬度计分别对焊接接头的组织和显微硬度进行了观察和分析。结果表明,在焊缝区手工电弧焊焊缝组织为沿柱状晶分布的先共析铁素体和珠光体,CO₂气体保护焊为针状铁素体和少量贝氏体,在粗晶区手工电弧焊为贝氏体和先共析铁素体,CO₂气体保护焊为板条马氏体和贝氏体,且其粗晶区晶粒尺寸大于手工电弧焊;采用CO₂气体保护焊,选择较大的热输入,焊缝和粗晶区的魏氏组织消失;显微硬度最大值均出现在粗晶区,手工电弧焊的热影响区宽度小于CO₂气体保护焊。     

焊后热处理对特厚板20MnNiMo焊接残余应力的影响

为了研究焊后热处理对8万吨模锻压机主缸材料20MnNiMo焊接接头残余应力的影响,制定了窄间隙焊接方案和15 h×(550±10)℃焊后热处理方案,并通过盲孔法对焊接接头表面残余应力进行了测定和记录。得到了15 h×(550±10)℃焊后热处理对20MnNiMo厚板焊接接头残余应力场分布的影响。结果表明:15 h×(550±10)℃去应力退火可以很好的减小20MnNiMo厚板焊接残余应力,去应力效果显著,可以很好地改善20MnNiMo焊接残余应力的分布,该热处理方案满足实际产品需要,可以用于实际焊接生产中。     

线圈位置对小方坯连铸结晶器搅拌的影响研究

采用三维有限元技术研究了结晶器电磁搅拌时,线圈与铜管端部的相对位置对电磁搅拌电磁场、电磁力功能的影响规律.结果表明,与常规安装形式相比,当结晶器铜管位置分别相对于线圈底端向上和向下移动时,对电磁场和电磁力产生不同的影响.铜管相对于搅拌器底端上移100 mm,搅拌区内部的磁场大小变化不大,但是电磁力的大小和方向均有明显变化,特别是与拉坯方向相反的电磁力增加明显;而铜管相对于搅拌器底端向下移动100mm,电磁场和电磁力均没有明显变化.     

Monel-400合金板焊后热处理有限元分析

基于ANSYS有限元分析软件和钨极氩孤焊接热源的特点,结合热弹塑性理论,建立了Monel-400合金板焊接有限元模型和高斯旋转体热源模型,并模拟计算Monel-400合金板焊接温度场及残余应力场.在此基础上,制定了焊后热处理方案,并对其进行了焊后热处理模拟计算,得到了焊后热处理后的残余应力场分布,对焊态下的残余应力场和热处理后的残余应力场进行了分析和讨论.模拟结果表明,残余应力场分布与实际焊接基本吻合;焊后热处理有限元分析可以很好的对退火过程进行模拟计算,且去应力效果显著,残余应力减小幅度最大为83％.     

脉冲电磁场下铝合金半连续铸造技术研究进展

利用脉冲电磁场引起的力效应、热效应及磁势能可显著改善铝合金半连续铸造组织性能,同时,脉冲电磁铸造技术在绿色生产、智能控制等方面紧密契合“低碳冶金”的国家战略要求。综述了脉冲电磁场在铸造晶粒细化、微观结构演变及析出物细化3方面的研究成果,分析了脉冲电磁场特性与材料相变的耦合机制,提出了脉冲电磁场控制凝固、析出相变组织的初步构想,以满足高性能铝合金的质量要求。着重介绍了基于理论指导开发的熔体表面脉冲电磁场技术及其在7XXX(φ203)、6XXX(φ380)、Al-Si(φ120)等多规格半连续铸造的工业实践,脉冲电磁场有望在今后铸造、热处理等多个冶金环节发挥更大作用。     

高纯铝靶材再结晶规律的试验研究

以高纯铝锭为试验料,进行冷轧及再结品退火试验,研究不同退火工艺对其再结晶过程的影响,以控制品粒的大小.采用Axiover 25蔡司金相显微镜观察组织.结果表明,冷轧压下量为40%时,最优的退火工艺为:退火温度330℃,保温时间10 min,水淬,可以获得晶粒度在200 μm以内的高纯铝板.     

Monel-400合金环焊温度场和残余应力场的数值模拟

采用ANSYS大型通用有限元分析软件,利用APDL语言模拟计算了Monel-400合金环焊温度场.绘制出焊缝熔合线及其附近的热循环曲线,将热分析得到的节点温度作为体载荷进行应力场的数值模拟计算.结果表明:外表面节点x方向的应力刚开始时为拉应力,12s后转变为压应力,而中间节点和内表面节点x方向的应力始终为压应力,并大于...