基于响应曲面模型和Matlab遗传算法的压铸铝硅合金时效工艺优化及分析

时效工艺对压铸铝硅合金最终热处理强化效果起到至关重要的作用。利用响应曲面法研究了时效温度与时效时间的交互作用对压铸铝硅合金显微硬度、抗拉强度和伸长率的影响,并运用Matlab遗传算法对合金的力学性能进行多目标优化和时效工艺参数的设计。结果表明：响应曲面法结合Matlab多目标遗传算法的设计优化方法可以建立一个准确的模型,其预测值与实际值的误差小于5%。依靠模型可以快速获得不同目标需求对应的最优工艺参数方案,且经优化的时效工艺处理后合金的组织均匀,抗拉强度、硬度都有显著提升,伸长率略微下降。     

贝氏体等温淬火对Dievar热作模具钢高温摩擦磨损性能的影响

利用贝氏体等温淬火工艺在Dievar钢中制备不同体积比例的贝/马复相微观组织,通过对显微组织、宏观/微观硬度、磨面形貌、磨屑和磨损率的分析进一步研究了贝/马复相Dievar热作模具钢的高温摩擦磨损性能并探讨其磨损机制。结果表明,Dievar钢中下贝氏体含量随等温淬火保温时间的延长而增加,其中保温3、5、10 min时下贝氏体体积占比分别为32%、45%、63%。贝/马复相试样相比于传统油淬试样具有更高的回火抗性,不同等温试样硬度值均高于传统油淬试样硬度值。同等磨损条件下,等温淬火Dievar钢相较于常规热处理Dievar钢耐磨性更加优异。在400～600℃高温摩擦磨损试验条件下,Dievar钢表面氧化物为Fe₂O₃和Fe₃O₄。Dievar钢400～500℃高温磨损机制为磨粒-轻微氧化磨损;随着温度升高,氧化物颗粒尺寸变大,磨粒磨损加剧。当温度升至600℃时,常规油淬试样磨损机制为磨粒-氧化磨损,以磨粒磨损为主;而等温淬火试样磨损机制则以氧化磨损为主。     

热处理对42CrMo钢截齿微观组织与力学性能的影响

以国外同类产品为参考,采用复相处理以及局部感应淬火等多种热处理工艺,研究了42CrMo钢截齿的硬度、冲击吸收能量,并表征了微观组织、断口形貌等,分析了热处理工艺对微观组织和力学性能的影响。结果表明,复相热处理工艺的组织均为下贝氏体/马氏体(LB/M)以及少量残留奥氏体(RA),晶粒更细小且LB具有更好的综合力学性能,比淬火和低温回火(Q-T)工艺的冲击吸收能量更高;局部感应淬火工艺不但冲击吸收能量和齿头硬度最高,而且实现了齿头硬、齿柄软的轴向硬度分布,利于延长服役寿命;Q-T工艺处理后的试样冲击断口呈解理脆断形貌,复相处理的试样呈准解理断裂形貌,局部感应淬火处理的冲击试样呈韧性断裂形貌,得益于调质态(Q&T)组织的优良力学性能。试验数据表明,调质和局部感应淬火的热处理工艺更适合用于硬基材作业的截齿产品。     

冷作模具钢DC53热处理增韧技术

采用了A-Q-A(Austempering-quenching-austempering)和A-Q-T(Austempering-quenching-tempering)的复相热处理工艺来提高冷作模具钢DC53的韧性,分析了热处理工艺对DC53钢微观组织和力学性能的影响,并与常规热处理工艺(淬火-高温回火,Q-T)进行对比。结果表明,A-Q-A和A-Q-T试样均得到下贝氏体/马氏体(LB/M)的复相组织,并且残留奥氏体(A_R)的含量分别为21.7%和16.5%,A-Q-A和A-Q-T试样的硬度分别为59.6 HRC和59.9 HRC,略低于Q-T试样的62.3 HRC,但是这两种工艺的冲击吸收能量分别为84.9 J和87.3 J,远高于Q-T试样的35.6 J,其原因是复相组织引起的细晶强化、形变强化以及A_R的增多。因此,LB/M复相热处理工艺实现了优异的强韧性配合,使DC53钢可以用在存在冲击的服役环境中。     

Cr18Ni9Cu3NbN奥氏体不锈钢的性能研究

利用金相、XRD和SEM分析试样的组织结构和断口形貌.研究新型奥氏体不锈钢Cr18Ni9Cu3NbN的冲击、持久强度、室温拉伸和高温短时拉伸性能.结果表明:该钢的室温、高温短时拉伸性能与Super304H钢相当,高温持久强度极限优于Super304H钢.     

核电装备关键管材新材料研究进展

简述了世界核电能源的发展状况和核电机组蒸汽发生器传热管应力腐蚀破裂的研究进展.介绍了提高或改善关键管材高温抗氧化性和蠕变强度的研究成果,论述了高温抗氧化性和蠕变强度间匹配、协调的理念及其关键因素.     

Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金的高温抗氧化性能

采用称重法测得Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金在不同温度下的高温氧化动力学曲线。结果表明,该合金的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,具有优良的抗氧化性能。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面形貌及结构进行研究,该合金在3个温度下氧化膜完整致密,700℃氧化膜主要由Fe和Cr的混合氧化物(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al的氧化物组成;800℃氧化膜主要是Al和Cr的混合氧化物(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Al2O3及少量Fe的氧化物;900℃氧化膜主要是(Al0.9Cr0.1)2O3和Al的氧化物,还含有少量Fe(Cr,Al)2O4和MnFe2O4。     

含铝奥氏体耐热钢的高温氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900 ℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1～3号钢在900 ℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为 Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4;1号钢氧化过程中还形成了富（Cr, Fe）的混合氧化物,降低了Al2O3氧化膜的连续性;4号钢900 ℃并没有形成致密的Al2O3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为 (Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4。     

Al-Zr-O体系反应合成原位复合材料的微结构与磨损特性

运用A359-Zr(CO3)2体系熔体反应法制备了(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料,研究了增强颗粒的含量对(Al3Zr Al2o3)p/A359复合材料干滑动磨损性能的影响.结果表明:Zr(CO3)2与A359熔体反应生成了Al2O3和Al3Zr颗粒;复合材料的磨损量随载荷的增大和时间的延长均远小于基体的,同一条件下复合材料的磨损量随Al3Zr和Al2O3颗粒含量的增加而减少,当载荷为98 N时,12%(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料(体积分数)的耐磨性比基体的提高了2.5倍.磨损表面及亚表面的SEM分析表明,基体A359磨损表面存在撕裂纹并与亚表面连接,表现为粘着磨损和剥层磨损;(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料的磨损表面及亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损.     

温度梯度条件下糊状区的凝固行为研究

利用一个垂直的定向凝固装置,研究了Al-6wt%Cu合金在温度梯度约12K/mm条件下,糊状区在保温不同时间并激冷后得到的微观组织及成分分布特征.SEM/EDX分析表明,糊状区在保温时间内将发生自发的、以扩散机制为主的、类似TGZM效应的凝固过程.完全凝固后所形成的成分梯度与温度梯度的对应关系对于预测定向凝固过程中固液相界面温度以及相平衡测定具有重要意义.