定向凝固高铬铸铁耐磨性的初探

在本研究中用较简易的办法制得含Cr15%,C3.6%的定向凝固试样,碳化物呈胞状结构的定向排列,其立体形态为杆状及板条(叶片)状.碳化物的硬度具有方向性,在纤维横剖面上的硬度为H_V1989,而在其纵剖面上的硬度为H_V1450.在三体磨料磨损试验机上进行试验:当使用较硬的磨料(石榴子石)及较重的载荷(4.84g/mm~2)时,由于细小的碳化物纤维被变形及折断,故定向凝固试样的耐磨性并不优于砂型铸造的试样;但当使用较软的磨料(石英砂)及较轻的载荷(2.5g/mm~2)时,定向凝固试样的耐磨性明显地优于砂型;而砂型中放冷铁制得的试样的耐磨性处于二者之间.     

球墨铸铁件收缩缺陷判据的研究

根据球墨铸铁件收缩缺陷形成 的本质,对铸件凝固过程中形成的孤立区进行了体积变化计算,并以孤立区的净体积变化量与引孤立区刚形成时的体积之比作为判别收缩制陷严重程度的依据,在呋喃树脂砂型条件下,针对不同模数、不同冒口颈尺寸的圆柱试样进行了模拟计算和浇注试验。在呋喃树脂砂型条件下,针对不同模数、不同冒口颈尺寸的圆柱试样进行了模拟计算和浇注试验。通过比较计算和试样解剖结果,确定了各模数试样恰好不产生收缩缺     

铸件等轴晶区形成的试验研究

在砂型中用工业纯铝（９９．７％）浇注方锭试样，发现试样上晶区与典型铸锭三晶区有很大差 别．本文通过观察不同浇注温度时试样断面上各晶区的分布与变化，以及用倾翻试样测定各晶区 形成的时间与凝固层增长速度，进而分析浇注时型壁激冷引起液体合金中晶体的生核、长大和漂移； 计算悬浮微晶体的重熔、粗化、沉陷和凝固；结合试样上存在的两个界线分明的等轴晶区的分布、 晶粒大小．内部形貌的分析，对等轴晶的形成过程进行了讨论，进而说明各晶区形成的条件。     

工艺因素对中锰球铁磨球组织与性能的影响

通过测取冲击试样在湿砂型中的冷却曲线及凝固参数，分析了孕育处理及高温冷却速 度对组织与性能的影响。结果表明，高温冷却能力降低时，试样硬度提高，冲击韧性降低。孕育 处理可有效提高磨球的综合机械性能。研究型内冷却时间对磨球组织、性能影响的结果表明，磨 球在８７０－９８０℃开箱有利于获得较好的组织和性能。     

Bridgman 法铸铁定向凝固一维传热特性的测试分析

作者测试了铸铁定向凝固实验中试样移动时液—固界面位置的变化和稳态凝固段液相中的轴向温度分布，并用试样轴向一维传热解析解对实验结果进行了分析，证实了该传热模型的有效性。     

碳化物的位向及尺寸对高铬铸铁耐磨性的影响

本文对成分为3.56%C及16.2%Cr的共晶高铬铸铁采用定向凝固的方法,获得了碳化物呈不同粗细的纤维状定向排列的试样。对它们进行了湿砂橡胶轮磨损、三体磨损、冲蚀磨损及冲击韧性试验,并以砂型铸造的试样作为对比。结果表明:在碳化物数量、碳化物类型及基体组织均保持恒定的条件下,碳化物垂直于磨损面定向排列时,耐磨性最高,尤其是在软磨料低角度冲蚀磨损的情况下,其耐磨性比砂型铸造试样的高156%。至于碳化物的粗细与耐磨性的关系与磨损条件有关,并不都是碳化物愈细耐磨性愈好。当碳化物纤维尺寸相同时,冲击方向与纤维相平行时的冲击韧性与砂型铸造的十分接近。     

铜合金大型铸件金属渗透铸型(芯)现象的研究

本文根据大型铸件凝固过程金属与铸型相互作用的原理，设计了金属渗透砂型 （芯）的小型模拟实验装置。通过该装置研究了铜合金大型铸件的各种工艺因素对金 属渗透的影响。并对金属渗透砂型（芯）的机理进行了探讨．     

压力对DNAN凝固过程的影响

为指导2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药凝固工艺优化设计,采用自制的多点加压凝固测试装置测试DNAN在0.6、0.3 MPa和常压下凝固过程的温度变化和凝固速率,用工业CT和扫描电镜观测试样的缺陷分布情况,用密度仪测试试样的装药密度。试验结果显示:随着压力的升高,DNAN的过冷度和凝固速率均逐渐增大;在DNAN装药体中,凝固产生的体积收缩更多集中于装药体上部,而装药体下部中的弥散性缺陷得到显著降低;DNAN晶粒生长的有序度得到提高,晶粒间空隙逐渐减少,装药相对密度由95.1%提高到了96.7%。上述研究表明,压力作用对DNAN的凝固过程影响较为明显,施加较低的压力即可有效提升装药质量。     

铸铁热分析试样的宏观组织及影响因素

探讨了铸铁热分析试样内部偶点附近的宏观组织及影响因素。试验结果表明：一般的热分析试样中大都存在严重的宏观缩松,此缩松位置正好位于热电偶结点周围,这会降低热分析仪器对铁水含Ｓｉ量的测试精度;石英管和加入的Ｔｅ粉对这种宏观缩松没有影响,但增加样杯的锥度,可以把宏观缩松区上移至石英管以外的区域,使得偶点附近的凝固组织均匀致密。     

壁厚效应对砂型铸造ZA27合金组织与性能的影响

通过对不同壁厚的ZA27合金铸件在砂型铸造条件下凝固过程的观察，研究探讨了壁厚效应对砂型铸造ZA27合金组织、键全度和机械性能的影响。实验结果表明，随壁厚的加大，铸件键全度降低，由分散性缩孔趋向于集中性缩孔，显微组织有粗化趋势，机械性能降低；但随工艺因素的改变，壁厚效应可消除或消弱，在砂型铸造时严格控制其工艺参数，在壁厚小于60mm范围内均可获得优质铸件。     

Al—Si合金凝固相变热的Fourier算法

应用Fourier有源热传导理论,使用装有两支热电偶的分析样环,研究了铝合金凝固相变热的Fourier算法及其计算机辅助分析系统。测量了含Si量分别为6.34%、7.68%和8.46%铝合金的凝固相变热。计算结果分别为407、411和429kJ/kg。与差热分析法比较,最大误差为5%,其计算精度远高于Newton算法。实验结果证明,使用凝固始点和终点的热扩散系数αs、αe和Newton迭代法来计算凝固区间的“零”曲线具有更好的精度,所确定的“零”曲线更接近凝固相变的自然过程。说明建立在这种算法上的合金凝固质量计算机辅助冷却曲线分析系统,可广泛地用于材料加工过程的信息和参数计算。     

密封皮碗骨架结构改进及优化分析

针对钻井作业中密封皮碗在高压下失效的现象,设计了一种密封皮碗的钢制骨架。应用ANSYS Workbench,通过建立具有钢质骨架的密封皮碗模型,进行35MPa密封压力下的承压能力分析;通过对骨架结构相关参数进行优化设计,得到满足设计要求的密封皮碗骨架形式。     

固结煤矸石抗剪强度特征试验

依据现场大型剪切试验和室内直剪试验,研究了固结煤矸石的抗剪强度特性。试验剪应力-剪位移过程曲线表明,一定含水率条件下的固结煤矸石呈现明显的粘塑性体力学特性。以现场大型剪切试验煤矸石作为试样配料进行了室内直剪试验,分析了含水率和密实度对良好固结煤矸石试样剪应力-剪位移试验曲线以及抗剪强度参数的影响,在此基础上探讨了试样内煤及其它细颗粒的状态变化对固结煤矸石抗剪强度的弱化作用机理,最后对比分析了现场大型剪切试验抗剪强度参数值和室内直剪试验抗剪强度参数值的差异及其产生的主要原因。     

Cr12N钢高压凝固钢锭的气泡分布

在冶炼Cr12N铁素体高氮钢时,发现钢锭中有气泡产生,但随着凝固压力的增加,气泡含量越来越少。当熔炼压力0.6 MPa,凝固压力由1.0 MPa增加到1.6 MPa时,气泡数量的平均值由46.37个/mm2降到9.46个/mm2,气泡量下降到原来的20.4%;直径大于20μm的气泡数量下降到原来的17.4%,而直径小于5μm的气泡数量增加了37.7%。熔炼压力0.3 MPa凝固压力1.6 MPa的钢锭,下表面的气泡平均面积含量是上表面气泡含量的23.9%,边缘位置处的气泡平均面积含量是中心位置处的25.9%。根据建立的计算钢锭中实际氮含量模型可知,当熔炼压力为0.6 MPa凝固压力增加到1.8 MPa时,可得到没有气泡的高氮钢锭。     

高压变熔点过冷大体积近快速凝固

依据压力可以改变某些金属的熔点的原理,设计了高压大体积凝固工艺,对液态金属施加高压,提高熔点,其凝固过程不依赖于散热速度,而只取决于加压速度,从而实现大体积的近快速凝固,对高压凝固过程的相关参数进行了数值模拟,并对过晶Ａｌ－Ｓｉ合金的高压凝固组织进行了初步探讨。     

自动闪点测定仪中闪火火焰检测方法的实验研究

本文提出了测试闭口闪点测定仪油杯中闪火火焰存在时间的一种装置，对几种标样和油样进行了测试，得出了闪点高的试样，火焰存在时间较短的结论，并对几种常用的闪火火焰检测方式作了实验比较，提出了将光电二极管作为传感器直接植入油杯内的新方案，初步实验结果表明，新方案电路简单、失误率低、有较高的应用价值。     

电磁搅拌对钢坯凝固过程中热工参数的影响

采用自行设计的单侧冷却凝固实验装置进行了有无电磁搅拌作用下钢坯的凝固实验,并通过计算机数据采集系统对钢坯凝固过程中的各种热工参数进行了实时测试和分析·研究结果表明:施加电磁搅拌以后,钢坯凝固初期的铸型热流量明显增加,促进了铸型内钢液过热的耗散,使得钢坯内的温度分布趋于均匀,降低了凝固前沿的温度梯度·这不仅抑制了柱状晶的发展,同时易于在钢液内部同时形核,有利于等轴晶凝固组织的形成,使得钢坯的等轴晶比率由无电磁搅拌作用下的47%提高到76%·这也说明了电磁搅拌促进钢液中的过热耗散是提高铸坯凝固组织中等轴晶比率的重要原因之一·     

Fast Control of Negative Pressure Response of a Bio-inspired Suction Cup Actuated by Shape Memory Alloy

A bio-inspired suction cup actuated by drape memory alloy (SMA) for miniature wall climbing robots ls developed based on studying characteristics of biological suction apparatus. Some fast control strategies are introduced to improve negative pressure response. model of the suction cup is built,and simulation and experiments results indicate the effectiveness of the fast control strategies. The largest negative pressure of the suction cup can reach 14 000 Pa,and its generating and cancelling just need 5 s. Research results Indicate the suction cup can be used as an adhesion mechanism for miniature wall climbing robots.     

微生物固化含黏粒花岗岩残积土的强度机理研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP)可以改善花岗岩残积土的工程力学特性,但其固化效果受黏粒含量的影响较大。在花岗岩残积土中掺加不同黏粒进行MICP固化试验,对固化后的土样测定其碳酸钙含量,并进行无侧限抗压强度试验,研究不同黏粒含量对固化效果的影响。在此基础上,开展了固化后试样的核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)试验,从细观角度研究黏粒含量对花岗岩残积土的固化机理。结果表明：微生物固化土样的强度主要包括土体骨架强度和碳酸钙胶结强度两部分,前者受土体自身孔隙率影响,后者则通过碳酸钙晶体的沉积量影响固化土样的强度;随着黏粒含量的提高,试验土样内孔隙率缩小,碳酸钙的沉积量也随之减小,固化后的强度提高不明显;掺加适量的红黏土(最优黏粒含量为60%),在不改变土样其他性能条件下可以获得较高的固化强度。