Q345D低碳钢近平衡凝固相的转变试验

为了研究近平衡凝固对液相线和包晶反应温度的影响,分别采用差热分析仪和自制的高温相转变凝固试验装置对Q345D低碳钢进行凝固相转变试验及高温凝固组织进行研究。试验表明,试样在近平衡冷却条件下20和30 ℃/min冷却时,与平衡凝固相转变相比初生铁素体析出温度分别降低了56和88 ℃,包晶反应转变温度分别降低了29和68 ℃。另外,在液相线以上发生近平衡凝固后得到的组织为液相直接形成奥氏体;在包晶转变温度发生近平衡凝固时,形成奥氏体晶粒形核较小,晶内组织为针状马氏体,晶界处有少量高温自由铁素体,包晶反应未发生;而在奥氏体转变区发生近平衡凝固时,奥氏体晶粒充分长大,即包晶反应转变完全发生,同时高温铁素体消失。     

基于凝固相转变影响的结晶器内热力耦合分析

 为了研究凝固相转变对结晶器内坯壳生长过程的影响,结合高温相转变试验结果建立数学模型,考虑铸坯与结晶器的接触状态,利用有限元软件ANSYS建立结晶器内三维瞬态热力耦合有限元模型,采用生死单元技术模拟温度场,采用热弹塑性接触有限元方法模拟应力场分布。模拟了[δ]铁素体转变量分别为0%、50%和100% 3种情况下结晶器内坯壳的温度场和应力场变化规律。结果表明,沿拉坯方向坯壳表面温度和厚度在距离弯月面以下120 mm左右开始周期性波动,且随[δ]铁素体转变量的增加,波动增加,同时铸坯沿拉坯方向累积位移总量和应力值均减小,沿拉坯方向上位移和应力波动水平增加。     

连铸中间包通道式电磁感应加热数值模拟

中间包作为连铸的中间环节,起着承上启下的作用。如何控制中间包浇铸钢水温度是连铸生产的关键环节。运用有限元软件ANSYS对通道式中间包感应加热进行模拟计算分析,通过控制中间包的钢水出口流速计算得到钢水通过通道的时间,从而得到中间包钢水的温升速度,有效地补偿了钢水散热造成的温降,保证钢水具有合适的浇铸温度。通过参考文献间接验证了此模拟过程的有效性。     

SS400薄板手工电弧焊和氩弧焊残余应力对比分析

为了研究SS400钢板不同焊接方法残余应力的分布规律,分别对4 mm厚的低合金高强钢采用手工电弧焊和氩弧焊进行焊接,焊接后采用盲孔法测量钢板的残余应力,得到了残余应力的分布曲线。试验结果表明:手工电弧焊在焊接区垂直焊接方向的残余应力最大值为387 MPa,在焊缝两侧为压应力,距离焊缝两侧12 mm处,压应力最大;平行焊接方向上的残余应力在中间位置为拉应力,在工件两边为压应力,靠近边缘压应力增大。氩弧焊垂直于焊接方向上的最大拉应力为328 MPa,在焊缝两侧的距离为7 mm处,压应力最大;平行于焊接方向上的残余应力曲线与手工电弧焊的相似,氩弧焊的焊接变形小于手工电弧焊。     

调质态Q690D高强钢GMAW多道次焊接组织与性能

在无预热和焊后热处理条件下,采用熔化极气体保护焊（GMAW）对10 mm厚的调质高强钢Q690D进行三道次焊接试验,通过组织观察和硬度测试分析了该钢焊接接头组织转变特征及硬度分布规律。结果表明,Q690D热影响区组织主要为粒状贝氏体和少量下贝氏体,热影响区产生软化现象,最大失强率达到23%,粗晶区受再热作用后发生组织遗传;采用实芯焊丝CHW-70C（ER69-G）使焊缝得到90%的针状铁素体组织,硬度值比母材低;为控制软化区宽度,焊接线能量以8 kJ/cm为宜。     

316L不锈钢与紫铜磁脉冲焊接组织性能分析

为了得到316L不锈钢与紫铜磁脉冲焊接接头界面处结合方式、显微组织与性能,分别对常温和深冷处理后的磁脉冲焊接接头进行微观组织观测和力学性能测定. 结果表明,316L不锈钢与紫铜经磁脉冲焊接后接头界面处产生了由应力波引起的亥尔姆霍兹失稳效应,界面处呈现波浪状,结合方式为冶金结合. 经深冷处理后的焊接接头组织和性能与未处理前基本一致,深冷处理并不能使界面处组织和结合方式发生改变. 磁脉冲焊接过程中,铜管变形以径向和周向变形为主,界面处为变形孪晶组织,不锈钢以径向变形为主,界面处为变形奥氏体组织.     

脉冲磁场对GCr15钢球化退火过程中碳化物析出的影响

研究了GCr15轴承钢在单一温度场和磁-热耦合场条件下球化退火时离异共析转变过程中碳化物的析出行为。采用扫描电镜观察不同条件下析出碳化物的形貌,使用维氏硬度计测试不同条件下试样的硬度。结果表明,脉冲磁场有利于GCr15轴承钢离异共析转变过程中碳化物的形成,析出碳化物的等效直径由0～0.2μm长大到0.6～0.8μm。动力学分析认为,磁-热耦合场促进碳原子扩散,加速碳化物的析出。     

核用SA508-4N钢粗晶区再热裂纹敏感性评价

采用等温恒速拉伸方法评价了核用SA508-4N钢焊接粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。使用激光共聚焦、扫描电镜和透射电镜观测和分析粗晶区和断口处的组织、裂纹以及断口形貌,结果表明：SA508-4N钢的母材为回火马氏体,较高含量的碳和铬影响碳化物的大小和分布状态,粗晶区马氏体的形成不利于抑制再热裂纹的产生。碳化物的析出使晶内和晶界的强度不同,当晶内强度大于晶界强度时形成沿晶脆性断裂;当晶内和晶界强度的差距较小时断裂形式包括穿晶和沿晶断裂。SA508-4N钢粗晶区对再热裂纹不敏感,成分A粗晶区的抗再热裂纹能力比成分B的高。在实际生产中,优选的工艺参数为：成分A、焊接t_8/5为25 s、焊后热处理温度580℃。     

La负载赤泥-粉煤灰基多孔陶瓷制备研究

以赤泥和粉煤灰为主要原料,添加造孔剂制备了赤泥-粉煤灰基多孔陶瓷基体,在基体表面负载稀土制备了La负载赤泥-粉煤灰基多孔陶瓷。结果表明:赤泥和粉煤灰比例为8∶2,造孔剂添加量为40%,在1 020 ℃下烧结、保温60 min制备的多孔陶瓷的气孔率为52.5%、体积密度为1.83 g/cm³、碎裂应力为121.26 N,稀土负载量为1.61%,对Cr(Ⅵ)吸附量为0.405 6 mg/g。     

铬元素添加对热轧低碳钢高温氧化行为的影响

 为了研究铬元素和加热工艺参数(加热温度、保温时间)对热轧低碳钢表面氧化铁皮形成过程的复合作用,采用热重分析法研究了铬含量对低碳钢在1 100~1 250 ℃空气中氧化行为的影响规律,计算了氧化速率常数,并对比了不同试验条件下氧化铁皮的物相组成、显微结构以及微区元素占比。结果表明,所有氧化过程均呈现两阶段特征,即初期氧化动力学曲线呈线性规律,中后期逐渐转变成抛物线规律,而从线性到抛物线转变所需时间会随着钢中铬含量的升高而缩短;同时,铬元素添加后氧化铁皮的结构由最外侧的Fe₂O₃层、中间的Fe₃O₄层和FeO层以及靠近基体的富铬尖晶石(FeCr₂O₄)层组成,FeCr₂O₄层在氧化过程中通过阻碍铁离子和电子的外扩散,降低了氧化速率,从而显著提高低碳钢的抗高温氧化性能。