AlSn20/低碳钢复合轴瓦材料疲劳强度影响因素的研究

采用国际通用的Sapphire-Gemini滑动轴承材料疲劳试验机对复合轴瓦材料进行疲劳磨损试验。结果表明,轴瓦磨损疲劳破坏的方式为合金层产生裂纹或从钢背剥落。影响疲劳强度的主要因素是夹杂、孔穴、疏松等冶金缺陷和显微组织以及合金层与钢背的结合牢度。分析表明,裂纹源为夹杂物富集处和不规则孔穴、带尖角夹杂物处。     

H型钢裂纹研究

研究了河北某大型H型钢厂采用半敞开方式浇注的H型钢腹板裂纹产生的原因.结果表明:解决H型钢腹板裂纹分为三个阶段,第一阶段,刚投产时出现腹板裂纹几率高达60 %～70%,分析主要是由于钢中S、P含量偏高,把其含量降低到[S]＜0.02%、[P]＜0.025%时,可把腹板裂纹控制在16%以内,此时再降低钢中S、P含量效果不明显.第二阶段最为重要,在该厂选取了26块有代表性裂纹的试样进行了细致的研究,研究认为:腹板裂纹主要是由钢中夹杂物和轧制因素造成,其中由夹杂物因素形成的裂纹占69.2%,由轧制因素形成的裂纹占30.8%%,提出改进措施后可把腹板裂纹几率降低到1%以内.第三阶段,要想再降低H型钢腹板裂纹几率,应对生产工艺进行优化进一步降低钢中O、S、P以及夹杂物含量,这样才可以取得较明显的效果.     

Ti-Mg复合脱氧对钢热影响区组织和冲击性能的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行焊接热模拟实验,研究16Mn钢经微Ti和Ti-Mg处理后焊接热影响区组织及冲击性能的变化,并利用扫描电镜和能谱分析法观察和分析实验钢的夹杂与冲击断口形貌.Ti和Ti-Mg复合处理试样的热影响区显微组织分别主要是晶界块状铁素体+晶界侧板条铁素体和晶内针状铁索体+晶界块状铁索体.经Ti处理后钢中夹杂物主要为5μm左右的TiOx+MnS复合夹杂,经Ti-Mg复合脱氧后钢中夹杂物主要为2μm左右Ti-Mg-O+ MnS组成的复合夹杂,且后者明显细化了钢中夹杂物尺寸.Ti-Mg复合脱氧试样中存在大量细小夹杂颗粒,一方面可钉扎裂纹,另一方面诱导形成了使大量针状铁素体,大焊接热输入条件下Ti-Mg复合脱氧试样热影响区冲击韧性明显强于单独Ti处理的试样.     

电渣重熔对42 CrMo 钢中夹杂物的影响及 CCT 曲线研究

采用BX51M型金相显微镜和和Image Pro-Plus软件研究电渣重熔后优化成分的42CrMo钢中非金属夹杂物情况,并在Gleeble3000热模拟机上测定其连续冷却相转变( CCT)曲线.研究结果表明：电渣重熔后明显减少钢中夹杂物的数目,改善钢中夹杂物的尺寸,夹杂物去除率达到71.90%;同时根据热膨胀曲线和金相组织绘制出42CrMo钢的CCT曲线,冷却速度较低时组织为铁素体、珠光体和贝氏体,冷却速度较大时组织为马氏体和少量贝氏体.     

C-Mn钢及焊缝金属的缺口和裂纹试样的微观断裂行为

本文通过起裂源粒子的特征和尺寸分布、裂源处显微组织和残留裂纹的尺寸分布情况,研究了C-Mn钢和两种焊缝金属的Charpy V,COD和预制裂纹冲击试样的微观断裂行为。发现焊缝中的解理裂纹形核于夹杂物或第二相粒子,母材形核于珠光体团;对于同一材料用缺口试样和裂纹试样测得的微观解理断裂应力的不同值是由于断裂过程中临界事件发生了变化。在-45～-65℃范围内,Charpy V 缺口试样中的临界事件是铁素体晶粒尺寸的微裂纹扩展进入铁素体基体;而在-110℃的裂纹试样中,是第二相粒子尺寸的微裂纹扩展进入临近的铁素体晶粒。临界事件的变化认为与缺口根部和裂纹前端不同的有效剪应力有关。建立Charpy V 和COD实验结果之间关系的条件是有关材料铁素体晶粒和第二相粒子的尺寸应当是类似的。     

LF精炼钢中氧化物夹杂的控制

理论总结分析LF精炼过程中氧化物夹杂的控制途径.从脱氧、炉渣精炼、底吹氩和钙处理等工艺研究分析钢中夹杂物的产生、去除与形态变化,来达到减少钢中夹杂物总量,改变夹杂物形态,减少夹杂物对钢的危害.     

D667不锈钢丝深加工过程中的断裂行为

通过光学显微镜和扫描电镜对D667不锈钢丝断裂试样进行金相组织和断口形貌观察、夹杂物分析,探究断裂形成的原因。结果表明:D667原料试样金相组织为奥氏体,拉拔后在晶粒内部出现大量的交错滑移带,强度增加,韧性下降;D667不锈钢丝在服役过程中出现了脆性断裂和韧性断裂,断裂试样组织存在形变孪晶和针状马氏体等异常相;脆断试样中夹杂物尺寸较大且为钙基和铝基化合物,空洞择优在夹杂物附近形核,微裂纹形核后、迅速长大并连接诱导脆断。韧断试样中缩孔群尺寸较大,导致基体不连续,服役中向外扩展长大,形成韧断。     

低氧特殊钢中大尺寸DS类夹杂物生成机理

为了探讨低氧特殊钢中大尺寸DS类夹杂物的生成机理,通过ASPEX PSEM explorer自动扫描电镜对比分析国内外低氧特殊钢试样中夹杂物特征(国内、外试样各两个),发现国内试样中夹杂物平均尺寸大于国外试样,夹杂物的最大尺寸则数倍于国外试样：国内试样中夹杂物的最大尺寸分别为24.9和13.1μm,国外试样分别为7.6和7.5μm.对比国内外特钢试样中大尺寸与小尺寸夹杂物可发现二者成分基本相同,推断大尺寸DS类夹杂物可能是细小夹杂物碰撞长大而形成.通过分析大尺寸夹杂物的可能来源,在实验室通过高温共聚焦激光扫描显微镜观察夹杂物在钢中固/液相界面处的行为.结果发现,总氧降低至7×10-6时,尺寸5μm以下的微细夹杂物可被固/液相界面所捕捉,并在固/液相界面处发生碰撞、聚集、长大而生成大尺寸(>12μm) DS类夹杂物.     

车轮钢形变断裂过程的原位研究及氢影响

在扫描电镜下对CL60车轮钢单边缺口薄试样(厚度≤0.5mm)进行了原位拉伸实验,并研究了氢的影响.在金相显微镜下观察了带预裂纹的厚度为30mm的楔形张开加载试样开裂过程.结果表明,对薄试样拉伸变形时,不论是否有氢,先共析铁素体优先发生塑性变形,微裂纹沿先共析铁素体与珠光体团的边界形核、扩展;在有氢的情况下,微裂纹更容易通过夹杂物的剥落或夹杂物与基体界面的分离而萌生;薄试样拉伸主要是韧窝断口;对厚试样,裂纹主要通过珠光体中渗碳体片层开裂而扩展,断口也因此主要呈解理特征.     

X65管线钢抗H_2S腐蚀的试验研究

研究了不同显微组织管线钢抗H2S腐蚀的行为·结果表明,酒钢生产的X65管线钢,当显微组织是以针状铁素体为主的混合型组织时,管线钢具有优良的抗H2S腐蚀性能·经硫化氢腐蚀试验后,除出现程度不等的氢鼓泡外,试样断面上基本没有产生裂纹·氢鼓泡是由于钢中夹杂物处吸收由腐蚀而产生的氢所引起的·当钢表面上因腐蚀而释放出原子态氢后,由于硫化氢的催化作用,促进原子氢向钢中扩散,并在夹杂物与基体的界面上聚集形成分子氢·随着过程的进行,产生很高的压力,从而形成鼓泡·     

水平布置的先行顶管对后续顶管顶推力的影响分析

以北京新机场线顶管工程为依托,针对水平布置的先行顶管对后续顶管顶推力的影响开展了现场试验和数值模拟研究,并对先行顶管的位置和数量进行了参数影响分析.研究结果表明,先行顶管对后续顶管侧摩阻力存在放大效应,增大顶管间距将导致该放大效应非线性减小.先行顶管的位置和数量对后续顶管侧摩阻力存在重要影响.在顶管间距为1.1倍钢管直径的情况下,当先行顶管位于后续顶管一侧时,侧摩阻力最大增长率为28.5％;当先行顶管位于后续顶管两侧时,侧摩阻力最大增长率达到41.9％.基于此提出了水平顶管施工中的顶推力群管效应理论,为大体量顶管顶推力的设计提供依据.     

电冰箱蒸发器管道的自制

自制电冰箱蒸发器管道能降低内漏修理成本。自行设计的弯管器能有效地克服管道折伤，提高了弯管的灵活性和速度，整形用具能把圆形铜管整形成半圆形，从而使自制蒸发器的吸热能力大大提高。     

有压管道的非恒定摩阻模型

在有压管道水击计算中,传统准恒定摩阻模型不能准确描述快速瞬变流动过渡过程。该文介绍在快速瞬变流数值模拟中应用最为广泛的两类非恒定摩阻模型:物理理论基础模型和准恒定流经验修正模型,前者以引入历史速度权函数为特点,后者考虑非恒定流加速度对摩阻项的影响。该文比较了两类非恒定摩阻模型的优缺点、适用范围以及研究发展方向和待解决问题等,得出的结论是物理理论基础模型对于快速瞬变层流过渡过程有较好的应用性;经验修正模型则适用于高R e紊流快速瞬变过渡过程。     

低温热管的应用性能研究

为了保证青藏铁路的安全运行,在设计施工阶段就要解决维持青藏铁路沿线冻土层的温度恒定的问题．应用热管技术中的低温热管具有高效性、经济性、环保性等特点,经过分析青藏地区的气象资料并进行相关计算,发现热管传热总温差很小,平均10℃左右,且随大气温度的变化而变化．进一步通过理论计算,发现热管传热的总热阻很大,应尽量降低热管本身的热阻和凝结段空气的传热热阻．通过理论计算和试验验证,以氨为工质的冻土热管完全可以适应小温差下的传热环境,它可以将较低的大气温度直接“拉近”到埋入土壤内部的蒸发器表面,实现高效的储冷传热．低温热管不仅可以应用于公路铁路沿线,还可以运用在冻土地区的桥梁、涵洞、输油和输气管线等市政管线,应用前景广阔．     

岔管流动的数值模拟

应用k-ε模型和控制体积法建立了三维紊流数学模型,根据工程需要对某抽水蓄能电站的引水岔管和尾水岔管的不同体型进行了流态、流速、压力分布的数值模拟研究,在原方案计算结果的基础上提出了修改方案并进行了对比计算,给出了不同工况的水流流态、流速分布和压力分布以及相应的水头损失系数.计算结果表明,修改方案流态有明显改善,水头损失系数明显减小.     

陶瓷内衬复合钢管的耐腐蚀性能评定

在综合国内外陶瓷内衬复合钢管性能评定试验的基础上,设计了新的陶瓷内衬复合钢管的耐腐蚀性能测试方法.通过实验发现:与普通钢管相比复合钢管具有良好的耐腐蚀性能;其内壁的金属颗粒和飞溅造成腐蚀率在实验的开始阶段逐渐减小,但随着时间的增加,趋向一个定值;复合钢管在酸中的腐蚀主要沿晶界进行.     

高性能耐热铝合金管材的制备及性能

通过多层喷射沉积方法制备了300mm／150mm×500mm(外径／内径×长)耐热铝合金管坯,并对管坯的显微结构及不同加工状态材料性能进行了检测和分析．管坯显微结构细小均匀,除Al12(Fe,V)3Si外,无其它相析出．管坯经过挤压后,密度由85．9％提高到99．8％;室温强度由210MPa提高到456MPa;高温强度由111MPa提高到181MPa．挤压管旋压后,室温强度略有降低,高温强度无差别．旋压管径425℃,3h退火后,室温强度下降约5％,高温强度差别不大．实验结果表明,多层喷射沉积耐热铝合金管坯具有良好的加工性,该技术适合于制备耐热铝合金材料．     

Flexible heat pipes with integrated bioinspired design

In this work we report the facile fabrication and performance evaluation of flexible heat pipes that have integrated bioinspired wick structures and flexible polyurethane polymer connector design between the copper condenser and evaporator. Inside the heat pipe, a bioinspired superhydrophilic strong-base-oxidized copper mesh with multi-scale micro/nano-structures was used as the wicking material and deionized water was selected as working fluid. Thermal resistances of the fabricated flexible heat pipes charged with different filling ratios were measured under thermal power inputs ranging from 2 W to 12 W while the device was bent at different angles. The fabricated heat pipes with a 30% filling ratio demonstrated a low thermal resistance less than 0.01 K/W. Compared with the vertically oriented straight heat pipes, bending from 30° up to 120° has negligible influence on the heat-transfer performance. Furthermore, repeated heating tests indicated that the fabricated flexible heat pipes have consistent and reliable heat-transfer performance, thus would have important applications for advanced thermal management in three dimensional and flexible electronic devices.     

纳米材料在热管中的应用

在普通热管的工质(水)中分别加入ZnO,SiO2,Al2O3和TiO2纳米粉制成了4根新型热管与1根普通热管,共5根热管,均由铜管制成,长度为800 mm,外径12 mm,内径为10 mm,加入水10 mL.在相同的实验条件下研究了这5根热管的启动性能、管壁温度以及输出热量,并对其物理机理进行了探讨,得出如下结论:新型热管比普通热管启动速度快,管壁温度低,换热性能好;加入的纳米粉的尺寸越小,热管的换热性能越好;在一定范围内,纳米粉加入的量越多,热管换热性能越好,但是超过一定量后,会使热管换热性能变差.     

钻柱静态变形的有限元分析

描述石油钻柱静态变形的有限元方法．在对钻柱运动进行基本假设的基础上,描述对钻柱进行有限元分析的基本过程,包括考虑几何非线性的势能函数、单元刚度矩阵和外载荷的计算公式、坐标变换等．在有限元方程的求解方面,讨论接触非线性和钻柱大变形问题的迭代处理方法．最后．应用有限元程序的计算结果,分析钻柱在钻头处的侧向力和各种钻井参数的关系。