复合材质铸钢件的研究——提高铸钢件耐磨性、耐蚀性及耐热性的新途径

复合材质铸钢件就是在型壁上涂覆合金膏剂直接铸造成以铸钢为主体,在其表面复盖合金层的双金属铸件。铸钢主体具有足够的强度和韧性,合金层根据使用要求可以具有耐磨性、耐蚀性、耐热性,或兼而有之。该铸件制造工艺简便性能优越,可以经济合理地使用合金元素,为提高铸钢件的耐磨性、耐蚀性及耐热性开创了一条新的途经。在40毫米的板状试件上可以获得合金层最大厚度为15毫米左右。耐磨合金层的最高硬度(HRC)可达72左右,抗磨粒磨损性能比铸钢母材提高了1～11倍。本文系统地介绍了工艺因素对合金层厚度和结合质量的影响,并推荐了二十余种耐磨、耐蚀和耐热合金层的成份,组织和性能。     

基于CALPHAD的耐磨堆焊合金成分优化设计

通过CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法,对高碳高铬耐磨堆焊合金成分进行优化设计,研究合金元素C、Ti、V、Nb对堆焊金属微观组织与相变规律的影响,并通过试验对CALPHAD设计结果进行验证。结果表明,不加入微合金元素时,耐磨堆焊合金的显微组织由初生(Cr,Fe)7C3型碳化物及共晶(Cr,Fe)7C3/γ(Cr,Fe)组成;随碳含量升高,初生(Cr,Fe)7C3型碳化物含量随之升高。加入微合金元素Ti、V、Nb后,在堆焊金属中析出M(M=Ti,V,Nb)C型碳化物,从而细化初生(Cr,Fe)7C3型碳化物,提高铁基耐磨合金的性能,延长再制造堆焊零部件表面的服役时间。     

钢管混凝土平面相贯节点轴压承载力理论研究

针对两种新型节点构造形式,通过分析带不同厚度钢板的钢管混凝土短柱的轴压承载力,提出了相贯节点轴压承载力的计算公式.同时,采用有限元方法对节点静载试验进行了模拟,并分析了斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度、环向加强板和法兰板厚度等参数对节点承载力的影响,有限元分析与试验结果吻合较好.结果表明:节点中椭圆拉板、衬板和环向加强板可提高对核心混凝土的约束效应;随着斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度的增加,节点承载力有所提高,而环向加强板或法兰板的厚度对节点承载力影响不大;计算公式能较准确地估计节点的承载力,可用于工程实践.     

镍、铬对D型石墨铸铁基体组织的影响

文章研究了加入不同量合金元素镍、铬对D型石墨铸铁基体组织的影响。研究结果表明:微量合金元素镍、铬的加入都有细化珠光体的作用,在某种程度上随着合金元素镍和铬加入量的增加细化作用越大;加入合金元素镍或铬都能提高D型石墨铸铁基体的硬度,随着合金元素加入量的增大,硬度值亦随之增大;当合金元素加入量超过0.6%后,硬度值减小。     

耐热铸钢衬板（ZG35Cr24Ni7SiN）的缺陷分析及应用

本文阐述了耐热铸钢衬板的特性和用途，详细分析了各化学成分、铸造缺陷、衬板结构本身对其性能的影响。并提出了一些改进措施，对于提高衬板的铸造质量，延长衬板的使用寿命，具有深远的影响。     

提高中碳马氏体耐磨铸钢强韧性的研究

通过加入稀土来强化中碳马氏体耐磨SiMn铸钢,提高该钢的韧性。讨论了稀土对该钢中夹杂物形态和数量响,认为强韧化中碳马氏体钢的有效方法是添加微量元素—一定量的稀土。     

基于破碎性能和衬板磨损特性分析的旋回破碎腔型优化设计

在分析当前旋回破碎腔型结构及衬板磨损特征的基础上,通过计算破碎腔各截面通过率确定破碎产能,采用三次样条曲线对破碎腔型进行几何描述. 以破碎生产率和啮角为约束条件建立破碎腔的目标函数,对旋回破碎腔进行优化设计,利用计算机绘制腔型曲线. 按照高铝矿的破碎实际要求制定了实验方案. 实验结果表明,采用优化后腔型和新衬板,其破碎产能、破碎产品的合格率和衬板耐磨寿命均有显著提高.     

钢管混凝土斜交网格平面相贯节点轴压承载力计算公式及有限元分析研究

相贯节点是钢管混凝土斜交网格结构设计的一个关键问题。针对两种新型节点构造形式,通过分析带不同厚度钢板的钢管混凝土短柱轴压承载力,提出了相贯节点轴压承载力计算公式,计算值与试验结果较为接近。本文采用有限元分析方法对节点静载试验进行了模拟,并分析了斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度、环向加强板和法兰板厚度等参数变化对节点承载力的影响。结果表明,有限元分析与试验结果吻合较好。节点中椭圆拉板的设置经济合理,衬板和环向加强板可提高对核心混凝土的约束效应。随着斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度的增加,节点承载力有所提高,而环向加强板或法兰板的厚度对节点承载力影响不大。总体而言,计算公式能较准确地估计节点的承载力,可用于工程实践。     

稀土对硅锰耐磨铸钢铸造性能的影响

本文所课题通过在硅锰铸钢中加入一定量的稀土合金，来研究稀土在硅锰钢中的作用。结果表明：硅锰钢中加入０．１５％稀土合金后，其铸造性能得到了改善。铸态组织大大细化，从而发展稀土铸钢奠定了基础。     

奥贝球铁的耐磨性能与机制

本文测试了不同合金元素加入量、经不同等温淬火工艺处理的奥贝球铁磨粒磨损性能，研究了其磨粒磨损机制，发现在低应力的疲劳磨粒磨损条件下，奥贝球铁以切削机制磨损，通过减少合金元素镍加入量、降低奥氏体化温度和等温淬火温度，都使得奥贝球铁的磨粒磨损性能提高。     

微量元素La,Sb,Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响

研究了微量元素La，Sb，Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响，四种元素分别单独加入。结果表明：在本实验条件下，四种元素加入适量时，均不同程度细化合金显微组织。La加入量在小于0.1%时，提高ZA27合金的抗拉强度，而对合金的延伸率影响不大，略有降低；Sb显著提高合金的抗拉强度，但降低延伸率；Ti加入后抗拉强度和延伸率均有提高；Mn在加入量为1%时，合金性能较好。     

Sn-8Zn-3Bi无铅钎料的抗氧化性

为了提高Sn-8Zn-3Bi合金钎料的抗氧化性,在Sn-8Zn-3Bi合金基础上,通过加入少量的其他合金元素(A1,P)以提高钎料的抗氧化性.少量A1的加入降低了Sn-8Zn-3Bi钎料的氧化量,而加入P的Sn-8Zn-3Bi钎料在加热过程中不仅没有质量增加,反而出现减重现象.通过扫描电镜和X射线衍射等分析手段研究样品的表面微观结构和显微组织,探讨了A1,P的抗氧化机理.分析结果表明:A1通过在合金表面形成一层致密的氧化膜,阻止钎料直接接触周围空气,从而达到了降低氧化速率的目的;P通过自身不断被氧化而消耗钎料表面的O原子,从而保护元素Sn和Zn不被氧化.     

一种新型抗磨材料——低锰耐磨球墨铸铁

我校机械系和湖南省电力线路器材厂共同研制的低锰耐磨球墨铸铁于今年九月通过省级鉴定.低锰耐磨球墨铸铁是针对电厂目前的实际工况条件研制出来的新型抗磨材料.试验表明:低锰耐磨球墨铸铁抗磨性好,吨煤耗电量比其他磨球小,磨球与高锰钢衬板性能相互匹配,故对衬板磨损轻微.与会专家及电厂用户代表一致认为,鉴定会所提供的资料齐全,数据可靠.并且认     

新型Mg-Li-Al-Mn-Si-Ca合金的显微组织和力学性能

向Mg-Li合金中添加微量元素Al,Mn,Ca和Si,研究了合金的显微组织与力学性能.室温下合金具有良好的加工性能,能够轧制成薄板.通过金相观察可知,添加元素能够细化组织中的α相,并生成颗粒状及细条状物质,通过SEM和EDX分析可知,其为不同添加元素之间形成的化合物.室温下拉伸测试结果表明,合金具有较高的强度和延伸率,随着不同元素的逐步添加,合金强度不断提高,最终σ0.2可以提高17.06%,σb可以提高13.16%,而延伸率有所降低,但仍具有较高值,这是添加元素强化的结果.     

93钨合金的稀土改性机理

通过粉末冶金方法制备添加质量分数为0.15%稀土元素La,Ce的93W-4.9Ni-2.1Fe合金.测试钨合金在不同应变率下的力学性能,并从粉末冶金动力学的角度分析钨合金的稀土改性机理.结果表明,稀土元素的添加,明显提高了93W合金的动态力学性能;钨合金稀土的改性主要是通过化学反应,将游离态存在的杂质元素氧、硫等转变为较稳定的稀土化合物,减少了杂质元素在钨颗粒与黏结相界面的偏析,提高了二者之间的界面结合强度;稀土元素的加入使得烧结过程中W颗粒的长大速率下降,导致W颗粒尺寸减小,通过降低黏结相中W的溶解度而使液相的黏度减小,流动性变好,液相更易渗入W颗粒间,导致连接度下降.     

Ce对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金断裂性能的影响

通过拉伸力学性能测试、Kahn撕裂法研究了Ce对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金力学性能的影响,同时利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对合金组织和断口形貌进行了分析,结果表明:合金在180℃下时效后,Ce元素的加入显著提高了合金的强度、塑性及Kahn撕裂韧性.金相显微观察发现:含Ce合金中铸态晶粒细化明显,固溶处理过程中,Ce原子明显抑制了再结晶晶粒的长大,同时在长横方向保留了大量冷加工的纤维组织.Ce的加入使晶界无析出带变窄.并促使了韧窝断裂的发生.     

奥贝球铁的耐磨性能与机制

本文测试了不同合金元素加入量、经不同等温淬火工艺处理的奥贝球铁磨粒磨损性能，研究了其磨粒磨损机制，发现在低应力的疲劳磨粒磨损条件下，奥贝球铁以切削机制磨损，通过减少合金元素镍加入量、降低奥氏体氏温和等温淬火温度，都使得奥贝球铁的磨粒磨损性能提高。     

等温淬火高硅铸钢的显微组织和机械性能

为开发一种新型高硅耐磨铸钢 ,采用扫描电子显微镜研究了不同等温温度下高硅铸钢的显微组织 ,对不同等温温度下高硅铸钢的抗拉强度、冲击韧性和硬度进行了系统研究。结果表明 ,高硅铸钢经等温淬火热处理后 ,在较大的温度范围 (2 4 0～ 4 0 0℃ )内都可以得到单一的由贝氏体铁素体和富碳的残余奥氏体交替排列的奥贝双相组织 (Ausferrite) ,组织中没有碳化物析出。在 2 80～ 3 60℃范围内等温 ,可以获得强度、韧性、硬度配合良好的双相组织。高硅铸钢具有优异的综合机械性能 ,同时具有良好的冷作硬化能力     

碳纤维对轴瓦合金减摩耐磨性能的影响

在干摩擦和有油润滑状态下,对不同纤维含量的短碳纤维/铜铅复合轴瓦材料的减摩耐磨性能进行了试验研究。试验结果表明,碳纤维加入铜铅合金中明显提高了合金的耐磨性能,而碳纤维对合金减摩性能的影响则同润滑状态密切相关。作者还结合对磨面的扫描电镜观察,探讨了碳纤维的加入对铜铅合金减摩耐磨特性的影响机制。     

Ce,Th和Yb构成的二元合金稀溶解热的EAM计算

通过拟合纯元素的晶格常数、空位形成能、结合能和体积弹性模量等物理量,确定了铈、钍和镱三个元素的嵌入原子参数.利用Johnson的合金势形式来描述不同元素之间的相互作用,首次计算了由C e,T h和Y b三个元素构成的六种二元合金的的稀溶解热,为进一步研究稀土合金相图和开发新的稀土材料提供了理论依据.