Growth mechanism for zinc coatings deposited by vacuum thermal evaporation

The vacuum thermal evaporation technique was used to simultaneously deposit zinc coatings onto interstitial free steel plates and single-crystal silicon wafers ...     

工程机械用800 MPa低合金高强度钢焊接接头低周疲劳性能研究

针对大型工程机械用800 MPa低合金高强度钢及其焊接接头,进行低周疲劳性能研究。试验在常温下进行,对称三角波加载。试验结果表明,母材两个轧制方向的应变疲劳寿命没有明显差别,焊接接头的疲劳寿命偏低。焊接接头的局部软化是应变集中,导致应变疲劳寿命降低的主要原因。应变疲劳断口有明显的条纹特征,母材疲劳断口上伴有与条纹平行的二次裂纹,焊接接头的疲劳断口条纹清晰且宽度较细。试验确定的循环应力应变特性参数和应变疲劳寿命参数有明显的相关关系。     

A finite element study of microstructure-sensitive plasticity and crack nucleation in fretting

This paper is concerned with finite element modelling of microstructure-sensitive plasticity and crack initiation in fretting. The approach adopted is based on an existing method for microstructure-sensitive (uniaxial) fatigue life prediction, which proposes the use of a unit cell crystal plasticity model to identify the critical value of accumulated plastic slip associated with crack initiation. This approach is successfully implemented here, using a FCC unit cell crystal plasticity model, to predict the plain low-cycle fatigue behaviour of a stainless steel. A crystal plasticity frictional contact model for stainless steel is developed for microstructure-sensitive fretting analyses. A methodology for microstructure-sensitive fretting crack initiation is presented, based on identification of the number of cycles in the fretting contact at which the identified critical value of accumulated plastic slip is achieved. Significant polycrystal plasticity effects in fretting are predicted, leading to significant effects on contact pressure, fatigue indicator parameters and microstructural accumulated slip. The crystal plasticity fretting predictions are compared with J₂ continuum plasticity predictions. It is argued that the microstructural accumulated plastic slip parameter has the potential to unify the prediction of wear and fatigue crack initiation, leading in some cases, e.g. gross slip, to wear, via a non-localised distribution of critical crystallographic slip, and in other cases, e.g. partial slip, to fatigue crack initiation, via a highly-localised distribution of critical crystallographic slip with preferred orientation (cracking locations and directions).     

退火工艺路径对980MPa级高强钢组织及性能的影响

为了提升980 MPa级高强钢局部成形性能,采用万能试验机、场发射扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及综合成形试验机等研究了不同退火工艺路径的980 MPa高强钢微观组织和力学性能,并评价了其扩孔及局部成形性能。结果表明,除了有铁素体和马氏体两相外,新型Q&T工艺的组织结构还存在回火马氏体中间相,铁素体和马氏体平均晶粒尺寸分别为3.14μm和2.62μm,马氏体面积分数为61.0%,而传统工艺下为典型的铁素体及马氏体双相组织,铁素体和马氏体平均晶粒尺寸分别为4.77μm和2.77μm,马氏体面积分数为35.8%。两种工艺伸长率相差不大,但屈服强度和扩孔率具有明显差异,新型Q&T工艺下获得了更高的屈强比及扩孔性能,得益于其更小铁素体晶粒尺寸及铁素体和马氏体硬度差。传统工艺下真实断裂应变(TFS)与真实均匀应变ε_u比值为7.0,而新型Q&T工艺下比值为15.2,因此新型Q&T工艺下具有更优异的局部成形特性。     

氮对镀锡钢板的强化作用

通过物理化学相分析研究了3种不同氮含量镀锡板中固溶氮、化合氮的含量,结合相关理论计算了镀锡板中氮的固溶强化和析出强化对强度的贡献。结果表明:随着总氮含量从0.0021%提高到0.0103%,钢中化合氮含量下降10.1%,但是AlN析出相中的氮的含量上升10.7%。氮在提高镀锡板强度方面发挥重要作用,钢中总氮含量提高0.0082%,其对屈服强度的贡献值提升约30 MPa。     

硫蚀时间对镀锡板腐蚀产物成分的影响研究

通过研究镀锡板硫蚀时间对腐蚀产物成分的影响,可以促进对镀锡板硫蚀机理的理解和硫变发黑问题的解决。实验通过改变镀锡板在硫化钠-乙酸模拟溶液(pH6)中的浸泡时间,使用X射线光电子能谱仪(XPS)对不同硫蚀时间下得到的产物主要元素质量分数及S的组元和价态进行刻蚀分析。结果显示在硫蚀时间由2、9d并延长到23d的过程中:S元素质量分数逐渐升高,O元素质量分数先降低再升高,在最终稳定的硫蚀产物中,金属元素Sn的质量分数接近于0,Fe元素质量分数在60%上下浮动,金属Sn只能为基体提供物理保护作用;硫蚀产物中S元素组元主要有S单质、S^-和S^2-构成且不发生变化,但各价态组分的相对含量发生改变,即低价态S质量分数降低,高价态S质量分数升高,S元素组合态在硫蚀过程中呈现被氧化的趋势。增大Sn层厚度和均匀性、在罐装物中添加还原性物质是改善硫蚀的有效途径。     

扫描电镜夹杂物自动分析功能在钢材上的应用

非金属夹杂物是影响钢材质量性能的主要因素之一,扫描电镜夹杂物自动分析是检验钢中夹杂物的常用手段,具有操作自动化程度高、检测结果数据量丰富的优势。实验利用该功能检验了铝、硅、锰复合脱氧的某低碳低合金钢中间包钢水样品和盘条样品,以案例方式介绍了检验结果中主要数据的利用：用元素含量断定夹杂物的成分和类型,实验中为MnS和各种氧化物;当量直径(ECD)可用于分析尺寸,再综合数量信息,可评价钢质洁净度水平以及指导优化夹杂物控制技术,实验中中间包钢水样品和盘条样品上夹杂物ECD平均值分别为1.89μm和1.14μm,前者远大于后者,而前者夹杂物密度则小于后者;按类型,硅酸盐和硅铝酸盐型夹杂物是实验中最主要的两类氧化物夹杂,其中前者尺寸略小,ECD平均约1.005μm,后者数量最多,盘条样上占比超50%;依据检验结果还可定位夹杂物位置,实验中两类样品上各类型夹杂物均随机分布;轧制过程中夹杂物随尺寸增大而变形增大,随着其分布位置由基体边部到心部,变形先增大后减小,硫化物长宽比大于氧化物,钙改质的氧化物大于未改质前。     

基于多元变分模态分解与改进小波阈值的矿用电缆局放去噪方法

矿用电缆的绝缘状态对矿井供电系统的稳定运行起着重要作用,局部放电在线监测是电缆绝缘状态监测的重要手段。针对矿用电缆局放信号极易淹没于现场白噪声与周期性窄带干扰中,以及降噪方法适应性普遍不强等问题,提出了基于多元变分模态分解与改进小波阈值的局放去噪方法。首先,以最小平均包络熵作为适应度函数,采用麻雀搜索算法实现多元变分模态分解模态数和惩罚因子的自动寻优,从而以分解出最大确定性程度的局放特征信号为目标,准确分解局放含噪信号。其次,计算各本征模态函数的峭度值,区分局放主导分量与噪声主导分量,利用维纳滤波可通过局部方差自适应调节滤波效果的特性,准确提取局放主导分量中的局放特征信号,通过3σ准则归类局放特征信号为粗大误差,反向抑制噪声主导分量中的高斯白噪声与窄带干扰信号,将局放主导分量与噪声主导分量进行重构得到局放重构信号。最后,构建指数衰减型小波阈值函数,该阈值函数在克服硬阈值函数的不连续性与软阈值函数的恒定偏差的基础上,能够快速逼近硬阈值函数,利用新型改进小波阈值算法对局放重构信号进行去噪,得到局放去噪信号。将该方法与常见的几种方法进行比较,结果表明,该方法对仿真局放信号与实测局放信号均具有较好的降噪效果,且算法运行效率表现良好。     

浇铸参数对结晶器液面波动影响及其工业应用

 板坯连铸结晶器液面的波动行为是结晶器内钢液流动、结晶器自身振动以及辊子挤压铸坯内部未凝固的钢液造成液面波动综合作用的结果。结晶器液位波动的稳定性对板坯连铸过程的卷渣行为有直接影响。在工业板坯连铸生产实践中,一般在结晶器某一区域(比如结晶器中部)利用放射源或涡流传感器检测液位波动来代表该工况下的整体波动水平。利用三维气液两相流动的数学模型研究了浇铸参数对结晶器液位轮廓的影响,浇铸参数包括拉速、吹氩流量、浸入式水口出口角度和浇铸断面。研究结果表明,结晶器不同宽度位置的波动幅值差异较大,且与工艺参数密切相关。液面的波峰与波谷之差随着拉速的增加在窄面附近逐渐增大,随着吹氩流量的增加在水口附近逐渐增大。在水口出口角度15°条件下,水口和窄面附近的液位波动均较大,而在水口出口角度45°条件下,仅在水口附近存在较大的液位波动。研究结果表明,使用板坯连铸常规的15°浸入式水口,当铸坯宽度大于800 mm时,结晶器液面检测需要在水口和窄面附近同时布置液位检测设备,以便更全面反应结晶器的真实液面行为,使液面波动对轧板表面质量指导性增强,有效提高连铸工艺的控制水平。如使用45°浸入式水口可以继续沿用原有的液位检测布置。