硫化物改质对20MnCr5齿轮钢夹杂物和切削性能的影响

 齿轮钢广泛应用于汽车、机械等传动系统,易切削化是提高齿轮加工效率、降低制造成本的主要途径之一。提高钢中硫元素含量是改善齿轮钢切削性能的有效方式,然而过多的硫元素在轧制时会形成条带状MnS,增大钢的各向异性,因此需要对硫化物进行改制处理。分别采用Ca处理和Mg处理两种方式对20MnCr5齿轮钢进行硫化物改质,通过对力学性能、组织形态、夹杂物分布以及切削性能等表征,对比分析不同改制方式对材料的影响。结果表明,Ca处理和Mg处理后试验钢的强度和塑性保持一致,而Mg处理试样的晶粒尺寸较小,因而韧性较高。Ca处理试验钢中MnS夹杂物数量较多,长条状夹杂物比例相对较高;而采用Mg处理可以有效降低钢中夹杂物的数量,夹杂物平均尺寸有所增大,同时小长径比夹杂物数量增多,但是复合氧化物型夹杂物的数量也有所增加。在240~280 m/min条件下进行了干切削试验,结果表明两种试验钢均出现前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损,其中Ca处理试样的刀具磨损较为严重,同时在较高切削速度下出现了积屑瘤和崩角现象,而Mg处理试样则具有更长的刀具使用寿命,对切削速度的敏感性也较低。分析可知,Mg处理后钢中存在较多的大尺寸球状硫化物夹杂物,提高了应力集中效应,更有利于改善切削性能,因而改制效果更好。     

高炉风口回旋区兰炭燃烧行为的数值模拟

为了探究价格较为廉价并且燃烧性能良好的燃料(兰炭)在高炉直吹管、风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分以及燃料的燃尽率分布情况,根据高炉的实际尺寸,建立了三维物理模型并进行模拟计算。模拟结果表明,当单独喷吹烟煤、兰炭时,回旋区内的温度均为先升高到最高温度后缓慢降低,风口中心线上最高温度分别为2 447、2 415 K。然而,当单独喷入无烟煤、焦化除尘灰(CDQ粉)时,回旋区内温度持续缓慢上升,在回旋区出口处达到的最高温度分别为2 473、2 366 K。烟煤在风口、回旋区内燃烧产生CO的质量分数均高于其他3种燃料;兰炭、烟煤、无烟煤、CDQ粉在回旋区出口处产生的CO质量分数分别为20.82%、26.09%、17.51%、15.74%。采用兰炭喷吹的燃尽率(63.01%)高于采用无烟煤和CDQ粉的燃尽率(分别为58.03%和52.40%),低于采用烟煤的燃尽率(73.13%)。虽然兰炭和无烟煤的组成成分相似,但是从兰炭在风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分、燃尽率等方面来看,兰炭的燃烧性能要强于无烟煤。     

含钼废渣冶炼钼铁的优化试验

利用含钼废料钼酸钙为原料,采用碳还原法冶炼钼铁,通过单因素分析试验及正交试验优化得出最佳的试验条件,钼酸钙加入量应低于10%,熔炼温度为1 525 ℃,保温时间为25 min,碱度为1.3。通过XRD、SEM、EDS分析得出用此方法生产得到的钼铁合金中,钼以Mo₂C、Fe₃Mo以及Fe₃Mo₃C的形式存在,渣系为二元玻璃渣系,具有与普通玻璃相似的成分系统。经测定合金中钼的回收率大于99%,钼资源回收效益可观。     

鞍钢鲅鱼圈4038m3高炉高比例使用中块焦炭生产实践

针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司4038 m3高炉高比例使用中块焦炭后出现的风量萎缩、顺行变差,尤其是高炉休送风恢复过程中炉缸活跃性差、煤气流中心通道打不开、频繁崩滑料现象,提出采取合理匹配上下部调剂、组织好炉前渣铁排放、小焦布料制度以及改善休风料结构等措施.实践后,高炉实现了中块焦比为90 kg/t情况下的长期稳定顺行,休送风恢复未出现超时现象,适应了高比例使用中块焦炭的生产.     

全层状TiAl合金层片生长及其影响因素

利用光学显微镜(OM)和TEM，研究了全层状TiAl合金的层片间距的影响因素及与各因素的关系。实验结果表明，全层状TiAl合金的层片间距与冷却速度和合金中铝含量有关，层片间距与冷却速度呈反比关系，并随着合金中铝含量的增加而增加。同时，以层片生长的台阶机制为基础，推导出了全层状TiAl合金在连续冷却过程中层片间距的数学表达式，推导结果与实验结果相符。     

基于运动误差约束的平面定位平台拓扑优化设计

针对传统平面定位平台拓扑优化设计过程中无法预先了解输入输出位移映射矩阵的问题,基于固体各向同性材料惩罚法,采用遗传算法优化得到具有最大运动空间时的平面并联机构雅克比矩阵作为平面定位平台输入输出期望位移映射矩阵,在相同输入条件下,建立以机构实际运动与期望运动间误差最小为目标函数和以机构体积为约束函数的平面定位平台拓扑优化模型并求解。通过3D打印方式得到实验样品,实验与仿真分析表明:采用运动误差约束的平面定位平台拓扑优化设计方法,在一定偏差范围能够得到输入输出位移映射矩阵与给定期望映射矩阵相一致的平面定位平台,表明该方法对平面定位平台设计具备有效性,为其后续研究提供基础。     

Effects of can parameters on canned—forging process of TiAl base alloy（Ⅱ）——Mechanical behavior

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌａｌｌｏｙｈａｓｌｏｎｇｂｅｅｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｐｒｏｍｉｓ ｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ,ｄｕｅｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐ     

Numerical simulation of microstructure formation ofAZ91 using mCA method

A stochastic model for simulating the microstructure formation of Mg alloy AZ91 during solidification was developed based on the finite element method（FEM） for macroscopic model of heat transfer calculation and a modified Cellular Automaton （mCA） for microscopic modeling of nucleation, growth of crystal. In this model, the effect of solute redistribution, interface curvature and preferred orientation was considered. A numerical simulation was developed with C＋＋ program language. The computation was carded out to understand the effect of varying processing parameters, such as nucleation parameters and heat transfer coefficient, on the microstructure formation of AZ91. The result of simulation was displayed on screen.     

Synthesis of Ti3SiC2 by spark plasma sintering(SPS)of elemental powders

Ti3SiC2 materials have been fabricated by spark plasma sintering of the elemental powders with the addition of Al.At the heating rate of 80℃/min and under the pressure of 30MPa,the ideal synthesis temperature of Ti3SiC2 is in the range of 1150-1250℃.The addition of Al is in favor of the formation of Ti3SiC2.The synthesized compound has the molecular of Ti3Si0.8Al0.2C2 and lattice parameters of α=0.3069nm,c=1.7670nm.Its grain is plane-shape with a size of about 50μm in the elongated dimension.The prepared material has Vickers hardness of 3.5-5.5GPa(at 1N and 15s) and is as readily machinable as graphite‘s.