层片状珠光体生长形貌的相场法模拟

采用相场法,以共析钢为例,模拟研究了不同初始共析层片间距及不同初始过冷度条件下层片状珠光体微观组织的生长形貌,探讨了不同初始层片间距及不同初始过冷度条件下层片状珠光体微观组织生长的规律.模拟结果表明:过冷度不变时,随着初始层片间距的增大,共析层片振幅增大,共析层片生长形貌的变化是规则对称的层片状→非规则非对称形状→棒状;层片间距不变,初始过冷度在19.6~20K时,随着初始过冷度的减小,共析钢中碳原子扩散能力增大,层片间距的失稳,致使共析层片由规则状向非规则形状变化;初始过冷度在20~22K时,随着初始过冷度的增大,共析钢中碳原子的扩散能力减弱,渗碳体相前沿碳原子浓度无法使其规则对称地生长,渗碳体相向碳原子浓度高的地方生长,从而产生倾斜生长以及层片合并现象.     

Bagaryatsky取向的铁素体/渗碳体相界结构模拟

近似重位点阵模拟的结果表明,具Bagaryatsky取向的铁素体／渗碳体界面上的台阶并非本征结构,即台阶无特定宽度与高度．这种结构台阶不仅导致两相界面能可在一定范围内波动,而且导致铁素体／渗碳体无宏观的惯习面,有利于珠光体在生长时根据动力学条件发生弯曲．     

铌对中碳Si-Mn系弹簧钢珠光体相变行为的影响

采用热模拟实验方法研究了铌对Si--Mn系弹簧钢相变特征的影响,分析了NbC的形变诱导析出行为.结果表明:弹簧钢中添加微量铌,推迟了珠光体转变,马氏体转变的最小冷却速率由5℃.s-1变为3℃.s-1;细化了珠光体,改变了珠光体组织形貌,渗碳体片层变薄、形状变得不规则,出现弯曲、断续;含铌弹簧钢在850℃变形时发生了NbC的形变诱导析出,NbC的析出位置为珠光体中的铁素体片层内、珠光体球团边界和位错处,析出物颗粒直径为10～15nm,形状近似球形.     

共析钢温变形过程的组织球化与超细化

利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验,研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律,探讨了变形及随后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响.实验表明:共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断,渗碳体逐渐球化,以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程.提高温度有利于上述复合过程的进行.形变组织经过保温后,亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提高.温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实.     

初始组织形态对中碳钢温变形组织演变的影响

中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复、再结晶和渗碳体的析出球化等过程.采用Gleeble1500热模拟试验机研究了初始组织形态对含碳0.48%(质量分数)的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响.结果表明:初始组织为珠光体 先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程,在铁素体回复再结晶的同时伴随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出,得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,但等轴状铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布.温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出和铁素体回复与再结晶.由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀,变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗碳体的组织.     

低碳钢中超细铁素体的长大倾向

在热模拟单向压缩条件下考察了四个不同C,Mn含量的低碳钢中通过形变强化相变产生的超细铁素体在模拟卷取温度下的长大倾向.结果表明,不同C,Mn含量的四种钢中的超细铁索体在～500℃的保温0～10min过程中都很稳定,没有明显的长大过程,也未明显观察到铁素体的静态再结晶.超细铁素体稳定的主要原因是由于稳定的第二组织(珠光体或渗碳体颗粒)的有效钉扎,它既阻止了铁素体的明显长大,也抑制其静态再结晶的充分进行.但不同C,Mn含量的四种钢中的第二组织有不同的演变规律,保温过程中形变奥氏体内形成离异珠光体并缓慢粗化.另外,利用背散射电子衍射取向成像技术还测定了08钢保温过程中的取向(差)变化.     

中碳钢温变形的力学特性

利用Gleeble-3500热模拟实验机对中碳钢铁素体+珠光体组织进行温变形压缩试验,研究其在不同变形温度(500～700 ℃)和应变率(0.001～10 s-1)条件下的流变行为及其主导机制. 研究结果表明:温变形过程先从铁素体变形开始,而后珠光体开始变形,渗碳体片层结构被破坏;铁素体晶粒细化至1～2 μm;珠光体片层被破坏使流变应力形成峰值;温变形流变应力曲线特征具有显著差异性,对工件塑性成形、工模具载荷分布及变形产生重要影响.      

细片层珠光体团的塑性响应特性

细片层珠光体团是由铁素体片和渗碳体片交替叠合而成的复相材料。在小片层间距和各相材料均为弹塑性的假设下,采用有限元方法分析了垂直于片层方向上的材料响应特性及层厚的影响,并用非经典塑性理论推导了珠光体团的弹塑性本构方程。对不同加载方向上珠光体团的响应特性和循环蠕变特性进行了分析。可作为进一步研究珠光体材料的宏观响应特性、损伤和失效的基础     

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.     

形变对板条马氏体回火组织的影响

对Q235级低碳钢板条马氏体在550 ℃多道次单向压缩变形后退火和室温大塑性变形轧制后在此温度退火的显微组织演变规律进行了对比研究,结合未变形板条马氏体在此温度的回火组织演变,讨论了变形对马氏体分解过程、铁素体再结晶晶粒尺寸和析出碳化物形貌的影响. 实验结果表明,变形显著影响马氏体分解过程,促进渗碳体的析出和铁素体回复及再结晶. 热变形组织铁素体再结晶晶粒尺寸在0.5 μm左右;渗碳体形貌从细棒状向球状转变,随变形量增大渗碳体尺寸增大,继续保温60 min导致铁素体晶粒长大到1 μm左右,晶粒内部的渗碳体消失,原先在铁素体晶界析出的渗碳体球化、粗化. 冷轧试样在550 ℃退火保温时间在30 min内得到0.3～0.4 μm超细晶粒和尺度小于150 nm的弥散渗碳体颗粒组织;随退火保温时间延长到60 min,铁素体再结晶晶粒长大到1.9 μm,渗碳体颗粒尺寸约160 nm.     

立式三分螺旋折流板冷凝器的数值计算

利用立式三分螺旋折流板冷凝器之倾斜折流板的疏液强化凝结传热是一种创新的改进.以数值模拟的方式,研究立式三分螺旋折流板冷凝器模型中倾斜折流板的疏液和螺旋通道内的流动汽液分离对凝结换热强化的影响.模拟结果表明,凝结换热效果随折流板倾斜角度减小而强化,且在含不凝性气体时,倾斜角为15°,25°和35°的3种三分螺旋折流板冷凝器方案和弓形折流板换热器方案比无折流板光管束Nusselt凝结模型方案的平均凝结换热系数分别高出89.7%,75.7%,58.2%和33.1%.     

螺旋折流板换热器折流板的数控加工

螺旋折流板管壳式换热器比传统的弓形折流板换热器具有更高的换热效率,但是螺旋折流板结构实现起来十分困难,阻碍了其在工程上的应用。螺旋折流板在壳程内倾斜布置,与换热管交叉成一定角度,上面的孔为斜孔,采用传统的机械加工方法难以实现。针对2管程换热器,将一个周期的折流板分为4块,对折流板上管孔的排布方式进行研究分析,找出规律,建立了数学模型,用EIA代码编制了数控加工程序。在MITSUBISHI操作系统的数控钻铣床上,采用特殊的刀具,将折流板点焊为一摞,装夹在旋转工作台上,使之与刀具成一个固定角度,实现了阶梯式螺旋折流板上孔的加工,解决了制造的难题,提高了生产效率和钻孔精度,为螺旋折流板管壳式换热器的推广应用提供了可能。     

新型金属氢化物反应床传热性能分析

运用计算流体动力学（CFD）方法,对弓形折流板壳管式金属氢化物反应床进行了数值模拟.预测了反应床壳侧的流体流动状态,分析了在不同折流板数量下,反应床中壳侧的流动状态、壳侧压降和换热管内合金的温度分布.分析计算结果发现,当壳侧折流板数较多时,热流介质的流动均匀性较好,其流动死区较少,换热性能较好,壳侧压降也较大,压降损失主要存在于折流板圆缺处;增加折流板高度会有效地减少壳侧压降,并对换热性能影响很少.针对弓形折流板壳管式反应床传热性能较差,引入螺旋式折流板对反应床进行优化.结果表明,该反应床流体流动状态为旋转式,其壳侧流体的均匀性、壳侧压降以及换热管的温度分布均匀性均明显优于弓形折流板.
关键词： 中图分类号： 文献标志码： A


Abstract：     

共析钢经表面研磨处理后微观组织的演化

利用表面研磨处理(SMAT)在共析钢上制备出具有纳米晶体结构的表面层,并利用X射线衍射和透射电镜分析了纳米表面层的微观组织结构及其演变.结果表明:原始组织为层片状铁素体 渗碳体两相复合组织的共析钢经过SMAT后,铁素体晶粒由于位错产生、位错缠结形成位错胞,然后分割晶粒使铁素体细化至纳米尺度,而渗碳体在强烈塑性变形下,经历弯曲、断裂,最终分解成体心立方铁素体和底心正交的石墨.     

GCr15钢温变形对球化退火的影响

研究了 GCr15 钢的温变形对球化退火的影响。结果表明:珠光体温变形显著加快了碳化物球化过程。随变形量、变形速度的增加及变形温度的降低,球化速度增加,变形量是影响球化速度最显著的参数。珠光体的温变形促进了在790℃加热、保温过程中渗碳体的溶解和未溶渗碳体粒子的圆整过程。还对温变形试样快速球化退火工艺进行了试验。     

On-line spheroidization process of medium-carbon low-alloyed cold heading steel

Conventionally manufactured 35CrMo cold heading steel must undergo spheroidization annealing before the cold heading process. In this paper, different types of deformation processes with various controlled cooling periods were operated to achieve on-line spheroidal cementite using the Gleeble-3500 simulation technique. According to the measured dynamic ferrite transformation temperature (A_d3), the deformation could be divided into two types: low temperature deformation at 810 and 780℃; “deformation-induced ferrite transformation” (DIFT) deformation at 750 and 720℃. Compared with the low temperature deformation, the DIFT deformation followed by accelerated cooling to 680℃ is beneficial for the formation of spheroidal cementite. Samples subjected to both the low-temperature deformation and DIFT deformation can obtain granular bainite by accelerated cooling to 640℃; the latter may contribute to the formation of a fine dispersion of secondary constituents. Granular bainite can transform into globular pearlite rapidly during subcritical annealing, and the more the disperse phase, the more homogeneously distributed globular cementite can be obtained.     

三层多孔板电除尘器气流均布数值研究

气流分布均匀性对电除尘器粉尘脱除效率有着十分重要的影响,通过计算流体动力学软件Fluent对某电厂1 000 MW级机组电除尘器气流均布特性进行数值模拟研究,其中多孔板简化为多孔介质模型,流场的模拟采用k-ε双方程,数值计算采用SIMPLE算法,结果表明,在电除尘器入口喇叭口处设置三层多孔板,且开孔率设置为50%、30%、30%,气流均布性最佳;进口流速为6 m/s时,电除尘器气流均布满足合格要求,并对比了有无灰斗挡板对气流均匀性的影响,发现灰斗挡板可以有效减小灰斗内部涡流现象,提高粉尘脱除效果。     

轧制工艺对CSP线热轧汽车用高强钢板组织特征的影响

研究了薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产高强度汽车用大梁板的工艺控制参数与力学性能和显微组织间的关系.根据柔性工艺控制的指导思想,在珠钢电炉CSP流程下实现了生产不同级别高强度钢板的柔性轧制工艺.利用扫描电镜和透射电镜研究了其组织和强度差异产生的原因.研究表明,钢板最终组织为多边形铁素体和少量珠光体组成,平均铁索体晶粒尺寸约为3.7～5.6μm;当降低卷取温度,部分渗碳体已破碎成细小的碳化物粒子分布于铁素体基体上,钢板中有少量贝氏体出现.