3Cr2W8V钢受锌合金液腐蚀行为研究

针对锌合金压铸时采用3Cr2W8V钢制作的模具使用寿命低的问题,通过试验分析了锌合金液对其的腐蚀原因.通过实验发现,若钢材中存在着大量的夹杂物和网状碳化物的缺陷,加上钢材本身存在的回火脆性问题,是导致钢材腐蚀的主要原因.     

霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响

采用扫描 Kelvin 探针测试技术,研究了300M 钢、Aermet100钢与超高强不锈钢在黄曲霉、黑曲霉、球毛壳霉、绳状青霉和杂色曲霉组成的混合霉菌菌种作用下的腐蚀行为.通过扫描电镜结合能谱分析对霉菌在三种超高强钢上的生长进行了观察和分析.300M 钢试样上霉菌呈现分散式堆积生长,数量逐渐增加;Aermet100钢试样上霉菌呈现分散式单个生长方式,数量逐渐增加;超高强不锈钢上霉菌呈现放射式网状生长方式,数量急剧增加,在钢表面形成一层生物膜.霉菌实验后,三种超高强钢表面都发生一定的腐蚀.300M 钢腐蚀最严重,蚀坑宽而浅;Aermet100钢次之,蚀坑窄而深;超高强不锈钢的耐蚀性最好.扫描 Kelvin 探针测试结果表明,霉菌一定程度上能促进300M 钢和 Aermet100钢的腐蚀,而对超高强度不锈钢的腐蚀行为有一定抑制作用.     

霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响

采用扫描Kelvin探针测试技术,研究了300M钢、Aermet100钢与超高强不锈钢在黄曲霉、黑曲霉、球毛壳霉、绳状青霉和杂色曲霉组成的混合霉菌菌种作用下的腐蚀行为.通过扫描电镜结合能谱分析对霉菌在三种超高强钢上的生长进行了观察和分析.300M钢试样上霉菌呈现分散式堆积生长,数量逐渐增加;Aermet100钢试样上霉菌呈现分散式单个生长方式,数量逐渐增加;超高强不锈钢上霉菌呈现放射式网状生长方式,数量急剧增加,在钢表面形成一层生物膜.霉菌实验后,三种超高强钢表面都发生一定的腐蚀.300M钢腐蚀最严重,蚀坑宽而浅;Aermet100钢次之,蚀坑窄而深;超高强不锈钢的耐蚀性最好.扫描Kelvin探针测试结果表明,霉菌一定程度上能促进300M钢和Aermet100钢的腐蚀,而对超高强度不锈钢的腐蚀行为有一定抑制作用.     

300M超高强度钢电化学性能及应力腐蚀开裂

采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验研究了超高强度钢300M在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,并利用扫描电镜观察了不同外加电位下的断口形貌.300M钢在3.5%NaCl溶液中开路电位下的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型,Cl-的存在明显地增加了材料的应力腐蚀开裂敏感性.阳极电位-600 mV下300M钢溶解速率加快,表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,断面收缩率损失由开路电路下的52.6%升高至99.5%,裂纹起源于表面点蚀坑处,应力腐蚀开裂为阳极溶解型机制.阴极电位-800 mV下材料处于阴极保护电位范围,表现出较低的应力腐蚀开裂敏感性,强度和韧度与空气中拉伸的数值相近,开裂机制为阳极溶解和氢致开裂协同作用.在更低电位(低于-950 mV)下,300M钢的应力腐蚀开裂机制为氢致开裂,在氢和拉应力的共同作用下表现出很大的应力腐蚀开裂敏感性.     

调心滚子轴承锌合金压铸保持架的研制

用压铸工艺研制出了调心滚子轴承锌合金压铸保持架。轴承台架寿命试验结果表明,装压铸锌合金保持架的轴承比装铅黄铜保持架轴承的寿命长,压铸锌合金保持架的耐磨性高于铅黄铜保持架。研制实践表明,锌合金压铸保持架的材料利用率高于70％,少无切削加工,生产效率高,成本低。     

压铸锌基合金的工艺研究

本文用正交试验法研究了压铸工艺参数及热处理对压铸锌合金机械性能如冲击韧性、延伸率和抗拉强度的影响,优选出了最佳工艺参数组合:低压射速度,中等压射比压,高模具温度。试验表明热处理可有效地提高合金的韧性和塑性,但使强度下降。本文对试验结果还进行了冶金学原理的分析。     

高速侵彻下35CrMnSi钢失效行为实验研究

研究高速侵彻下35CrMnSi钢弹体的失效行为. 对油、水二次淬火低温回火的35CrMnSi钢材进行静态拉伸,动态压缩力学性能测试及金相分析,通过高速侵彻低碳钢板实验掌握不同侵彻速度下35CrMnSi钢弹体的失效特征,对35CrMnSi钢弹体断裂失效处进行断口形貌的扫描电镜(SEM)微观观测,分析了不同侵彻速度下圆柱形35CrMnSi钢弹体的失效行为,依据一维冲击理论分析获得了高速侵彻下35CrMnSi钢弹体断裂失效行为发生的阈值条件,为相关研究提供了参考和借鉴.     

氯盐污染砂对X70钢早期电化学腐蚀行为的影响

采用EIS技术、极化曲线以及SEM等方法,通过室内试验研究了X70钢在NaCl与KCl污染砂中的电化学腐蚀行为,结果表明:当污染砂浓度为9%时,X70钢在KCl污染砂中腐蚀速度大于其在NaCl污染砂中的腐蚀速度;当浓度为3%、污染龄期为3 d时,NaCl污染砂中X70钢的腐蚀速率较大。由EIS测试结果可知:X70钢在KCl与NaCl污染砂中的Nyquist图主要由单容抗弧组成,腐蚀产物与砂粒之间的结合层电阻Rf是阻碍X70钢早期腐蚀失效的主要原因。X70钢片试样表面出现很多腐蚀坑,腐蚀形式主要以点腐蚀为主。当污染浓度为9%时,X70钢片在KCl污染砂中表面腐蚀坑的数量较多,表明了钾盐污染环境对X70钢的腐蚀程度要高于钠盐污染环境。     

超音速火焰喷涂WC涂层替代电镀硬铬：疲劳和摩擦磨损性能

以WC涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,对300 M超高强钢基体上电镀硬铬和超音速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳及与Al—Ni—Bronze合金的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,有WC涂层300 M钢的疲劳寿命与无涂层300 M钢的疲劳极限和过载下的疲劳寿命相当,WC涂层对300 M钢的疲劳寿命不会产生不良影响;而电镀硬铬使300 M钢的疲劳极限降低120 MPa,疲劳寿命则降低70 %～90 %。疲劳失效分析表明, WC涂层中的疲劳裂纹在界面上发生偏斜,转向沿界面扩展,因此对基体的疲劳寿命没有影响;而电镀硬铬中的的疲劳裂纹扩展到基体表面,显著降低基体的疲劳寿命。10#航空液压油润滑下涂层与Al—Ni—Bronze合金的摩擦磨损表明,与电镀硬铬对磨时,Al—Ni—Bronze合金发生明显的磨损,同时因质量转移而导致电镀硬铬的质量显著增加;而WC涂层仅略有失重,相应地Al—Ni—Bronze合金的失重仅为与电镀硬铬层磨损失重的1/50～1/100。WC涂层与Al—Ni—Bronze合金的磨损机理主要为磨粒磨损;电镀硬铬与Al—Ni—Bronze合金的磨损机理主要为黏着磨损。     

超低速压铸慢压射速度下ADC12铝合金的显微组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、X线衍射和能谱等显微分析技术,结合力学性能检测,研究超低速压铸条件下慢压射速度对ADC12铝合金铸件显微组织及力学性能的影响,以优化超低速压铸工艺及其参数。通过对相同高速起速位置、不同低速速度及不同起速位置、相同低速速度2种超低速工艺得到的铸件比较发现:在超低速压铸工艺下,慢压射速度对铸件密度的影响不明显;当起速位置相同时,随着低速速度的增大,铸件的α(Al)枝晶越来越粗大,其性能降低;在相同低速速度、不同高速起速位置时,起速位置有最佳值,当铸件性能在高速起速位置为260mm时,α(Al)枝晶较细小,其性能也较好。     

辊套材料的导磁性对铸轧区磁感应强度的影响

采用对比实验考察在新型材料辊套和合金钢辊套下铸轧区磁感应强度的差异;根据电磁场理论,研究上述2种辊套材料对铸轧区磁场的衰减和屏蔽效应.研究结果表明:合金钢辊套的相对磁导率为300,是新型辊套材料的300倍;合金钢辊套对磁场既具有衰减作用又具有聚磁效应,衰减作用使铸轧区的磁感应强度减小,聚磁效应使磁感应强度增大;合金钢辊套对磁场的聚磁效应比对磁场的衰减作用强,使铸轧区的磁感应强度增大5%左右.新型材料辊套对磁场只有衰减作用,使铸轧区的磁感应强度降低5%左右.当电磁感应器的励磁电流为10 A、励磁频率为13 Hz时,在合金钢辊套下比在新型材料辊套下铸轧区的磁感应强度大10%左右.从磁场利用的角度考虑,在电磁场快速铸轧技术中使用合金钢辊套比使用新型材料辊套更好.     

气门顶杆热挤压模具的寿命分析

分析了气门顶杆热挤压工艺及模具失效形式 ,电镜观察显示犁削磨损和热疲劳龟裂形成剥落坑是模具失效的主要原因。为此分别采用高速钢、基体钢和钢结硬质合金作为凹模镶块材料进行生产试验 ,结果证明钢结硬质合金镶块模具的使用寿命明显高于其它模具钢 ,能满足实际生产要求 ,但高温润滑仍是亟待解决的问题。     

压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用

以亚共晶铸造Al-11Si-1.8Cu合金为研究对象,基于普通重力铸造和高压压力铸造条件下合金的组织分析,研究了压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用,结果表明:与普通重力铸造相比,压力铸造不但能明显细化亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金组织中的初生a-Al和共晶Si相,还使合金组织中初生a-Al相的形态由树枝状转变成了球状,并且随着高压压铸压力的增大,初生a-Al相的球状形态越圆整和细小,同时合金组织中共晶Si相的析出也明显受到抑制.     

双辊薄带连铸铸辊材质及水冷结构分析

比较了不同成分铜合金的高温表面强度、抗拉强度,模拟冷却孔数量对热传导和温度场的影响规律.选用铬锆铜合金制成了双辊薄带连铸铸辊,在相同的工艺条件下分别采用合金钢铸辊和铬锆铜合金铸辊进行了高速钢双辊薄带连铸实验.结果表明:铬锆铜质铸辊的冷却能力较合金钢质铸辊提高60%,铜辊铸带中心层质量提高,裂纹减少;铜辊铸带的奥氏体晶粒度较钢辊铸带提高一级,凝固过程中析出的共晶碳化物也以颗粒状和鸡爪状为主,没有发现钢辊铸带中存在的半网状共晶碳化物.     

LED用ADC12铝合金材料性能优化研究

研究了压铸工艺参数和铝合金成分对ADC12铝合金材料压铸件力学性能的影响,试验结果表明:改性的压铸件抗拉强度(δb)为309.6 MPa,延伸率(δ)为3.32%,优于国内普遍使用的压铸铝合金ADC12,优化的ADC12合金具有更好的压铸成形性、出型性及机械加工性能,能够满足LED灯壳应用要求。     

恒稳磁场控制连铸结晶器内钢液流场热模拟实验

采用BiPbSn低熔点合金和硅油分别模拟钢液和保护渣,在实验连铸机上,对全幅双条恒稳磁场作用下的连铸结晶器水口区域的流场进行了热模拟实验研究·结果表明:电磁场对结晶器水口区域流场和水口出流流股的控制能力取决于磁感应强度和拉坯速度·磁感应强度大,拉坯速度高,控制效果好;反之,控制效果差·因此,结晶器流动控制技术更适合于高拉速的场合,而且磁感应强度不应低于某一定值     

铝合金高压压铸模拟分析

应用MAGMAsoft模拟分析压铸产品的充填、凝固过程，优化模具浇注、热平衡系统设计，优选工艺参数区间，监控工艺过程参数，控制缺陷形成，总结高压压铸模拟的分析方法。     

板坯连铸结晶器内凝固坯壳的三维数值模拟

基于流场和温度场的计算,对断面为1 780 mm×225 mm的板坯结晶器进行数值模拟,考虑3种不同水口条件下,钢液流动对凝固壳的冲刷,计算出凝固壳厚度的三维分布特征,并与二维切片法的计算结果进行了对比。结果表明:有水口时结晶器角部位置凝固壳最大值为约45mm,宽面和窄面中心凝固厚度壳最大值为24mm,分别比无水口条件下凝固壳薄1~2 mm;钢液的扩散会使凝固壳在距离结晶器角部300mm和顶部400mm的位置形成约深度2.5mm的凹陷;同时钢液会冲刷整个结晶器窄面的凝固壳,在窄面中心最严重;对比不同的水口,凸底水口冲刷最大,凹底最小。     

300M钢的脱碳行为演化及防护研究

300M钢是重要的飞机主承力结构用材. 然而, 该材料在模锻热处理过程中会出现不同程度的表面氧化和脱碳, 严重影响锻件成品率. 本文对300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为进行了系统研究, 利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等手段表征分析了热处理后试样表层组织形貌, 并采用硬度法统计了脱碳层深度的变化情况, 阐明了300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为演化规律, 厘清了防氧化涂层对脱碳层深度的影响. 结果表明, 300M钢在热处理过程中近表面处生成的致密氧化层对碳和氧元素的扩散具有明显的抑制作用; 碳的扩散速度与表层氧化速度在不同温度下都会有一个平衡点, 而表面防氧化剂涂层的施加则会破坏原有平衡. 微观组织分析结果显示, 300M钢表层全脱碳区为珠光体或铁素体, 半脱碳区为马氏体及析出碳化物. 本文还阐明了300M钢表层微观组织随保温时间的演化规律. 最后本文从热力学角度揭示了300M钢表层脱碳-氧化耦合机制. 本文的研究成果有望为300M钢的模锻优化工艺和热处理防护技术提供重要的数据和理论支撑.     

板坯连铸结晶器吹氩工艺参数优化

采用流体体积(VOF)方法和拉格朗日离散模型建立了反映230mm×1100mm板坯连铸结晶器吹氩过程中钢液、熔渣和氩气气泡流动行为的数学模型,通过数值模拟方法研究吹氩量、拉坯速度和水口浸入深度等工艺参数对结晶器内钢/渣界面行为特征的影响规律。结果表明,吹氩会明显加剧水口附近的钢/渣界面波动,选择合适的拉坯速度能有效降低该处的界面波动幅度,同时吹氩有利于减缓结晶器弯月面处的液面波动,可在一定程度上达到稳定钢/渣界面的目的。从16种工艺配置方案中优化出该结晶器的最佳吹氩工艺参数为:拉坯速度1.2m/min,吹氩量9L/min,水口浸入深度120mm。