热镀锌先进高强度钢板摩擦耦合塑性变形行为

采用自行研制的板带式耦合摩擦试验机,通过设置不同的下压量和载荷的组合获得摩擦过程中钢板的不同塑性变形量,以此来模拟实际冲压过程中在成形力作用下不同变形量板料与模具的相对滑动.通过比较3种不同变形量下的表面粗糙度、摩擦系数和动态演化过程来确定模具拉毛的萌生,研究了塑性变形量对拉毛磨损的影响规律.结果表明:在耦合变形的摩擦条件下,拉毛萌生一般会经历锌层开裂、材料转移、积聚长大3个阶段;而塑性变形量越大,拉毛萌生越早,板材损伤越严重;拉毛产生的表面损伤是黏着磨损和犁沟效应共同作用的结果.     

金属摩擦磨损机理剖析

金属的摩擦磨损是由力学的、物理的、化学的多个作用产生的结果,是机械效应、热效应、化学等效应综合作用的过程.磨屑的形成遵循摩擦时的塑性变形-裂纹萌生-裂纹扩展、断裂形屑的规律.磨损是个动态的过程.     

磷化/钼酸盐后处理的热镀锌钢板的电化学行为

将热镀锌钢板先磷化再用钼酸盐溶液进行封闭后处理,通过塔菲尔极化和电化学阻抗测量研究其在5%NaCl水溶液中的腐蚀电化学行为,并与单磷化的热镀锌钢板进行了对比.结果表明:磷化的热镀锌钢板再经钼酸盐封闭处理后,阳极极化和阴极极化均明显增强,腐蚀保护效率显著提高,发挥了单磷化膜和单钼酸盐膜耐蚀性能的协同效应,电化学阻抗值提高了一个数量级以上;在5%NaCl水溶液中浸泡的初期,低频扩散阻抗值随浸泡时间延长而增大,表明复合膜具有一定的自修复能力.     

热镀锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为

开展了热镀锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于镀锌层腐蚀电流密度大,在全浸区流动海水中快速溶解而又难以形成稳定的保护性腐蚀产物膜,耐蚀性最差;镀层在潮差区出现不同程度的生物污损,这可能给镀层带来部分保护,其腐蚀速度比全浸区明显降低;镀层在飞溅区未发生生物污损,但腐蚀速度在三个海水区带中最低,可能与其表面良好的充气条件和腐蚀产物层的阻挡作用有关.与全浸区相比,镀锌层在飞溅区和潮差区的耐蚀性分别提高了94%和37%.     

温度对10CrMn2NiSiCuAl极地破冰船用钢板干摩擦行为的影响

采用Bruker UMT-3Tribolab摩擦磨损仪测试了与宝山钢铁股份有限公司共同开发的破冰船用低温钢板10CrMn2NiSiCuAl在不同环境温度下的摩擦磨损性能,利用轮廓扫描仪和扫描电子显微镜表征了磨痕及磨屑的表面形貌,采用电子能谱(EDS)以及X射线衍射谱(XRD)分析了磨屑表面的化学元素及成分,进而推断其磨损机制。结果表明:环境温度对摩擦磨损的性能有显著影响,当环境温度为20℃时,摩擦磨损形式以疲劳失效、氧化磨损和黏着磨损为主,磨痕表面的过渡层能够降低摩擦系数,减少磨损量,表面磨损产物主要为Fe_2O_3和Fe_3O_4;随着环境温度降低至-20℃,磨损机制转变为微切削作用下的磨粒磨损和塑性变形,磨痕表面出现犁沟形貌,磨损产物主要为Fe元素,磨屑的长宽比减小,出现球形磨屑,磨损量急剧增加。     

金属纤维增强型摩擦材料与灰铸铁滑动摩擦性能

采用X射线衍射（XRD）和X射线能谱分析（EDAX）对分别使用低炭钢纤维、黄铜纤维和紫铜纤维增强的3种半金属摩擦材料与灰铸铁在不同温度下滑动摩擦形成的磨屑进行分析,并结合扫描电子显微镜（SEM）观察摩擦材料表面形貌,分析材料的磨损特性,并对黄铜纤维和紫铜纤维增强的摩擦材料磨屑成分进行对比分析。XRD结果表明,钢纤维增强体系的摩擦材料磨屑中的主要相是α-Fe,BaSO4,FeCr2O4（或Fe3O4,Fe2O3）;黄铜和紫铜纤维增强体系的磨屑中主要相除钢纤维体系中含有的相外,还含有Cu。EDAX分析的结果与X射线物相分析的基本一致,钢纤维增强材料磨屑中的Fe原子数分数达50%-60%,Cu,Ba,Ca和Al等元素的原子数分数为6%-10%。Fe原子含量均较高,在紫铜纤维增强的材料中其他元素的原子含量都比黄铜纤维增强的材料中的浓度低,说明紫铜纤维增强的摩擦材料的磨损比黄铜纤维增强的摩擦材料的小,填料不容易脱落,但紫铜纤维增强的摩擦材料对对偶造成的损伤较大。     

基于接触摩擦的多片式钢板弹簧悬架预应力的计算

采用基于接触摩擦的有限元方法,在Ansys中使用面-面接触单元建立钢板弹簧有限元模型.对一组多片式钢板弹簧悬架进行预应力的计算,并与用传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析,证明新的方法更能反映簧片实际的受力情况.由此对簧片的自由曲率半径和自由弧高进行修正,既能满足设计要求,又能提高整副钢板弹簧的使用寿命.     

基于接触摩擦的变截面钢板弹簧悬架性能分析

传统钢板弹簧分析只是采用简化力学模型,而没有考虑簧片间的摩擦.为了更好地对少片变截面钢板弹簧进行设计,本文首先对少片变截面钢板弹簧悬架进行参数化建模.然后应用接触理论添加接触单元,来模拟钢板弹簧间的摩擦,进行钢板弹簧悬架的有限元计算,得到钢板弹簧悬架的装配预应力、刚度和阻尼特性的仿真值.与由传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析,证明基于接触摩擦的少片变截面钢板弹簧悬架性能分析的方法更能反映簧片实际的受力情况.     

集屑装置对45#钢磁场摩擦磨损性能的影响与磨屑量化分析

为了研究磁场下45#钢摩擦过程中的磨屑吸附和氧化行为,对磨屑进行了量化分析,针对自制HY-100型销-盘式磁场摩擦磨损试验机设计了一种集屑装置.该装置充分考虑磨屑收集完整性,并保证磁场摩擦环境稳定且具有抗电磁干扰能力.摩擦磨损试验分别研究了集屑装置对无磁场和有磁场两种摩擦条件的影响,分析了集屑装置对磁场摩擦的影响形式和...     

钢/聚丙烯/钢板拉深中塑料变形的有限元分析

利用弹塑性大变形有限元法模拟钢/聚丙烯/钢复合层板的拉深成形过程,研究了聚丙烯板材内的塑性应变发展过程、等效应力分布和总应变能密度分布,分析了不同变形区域的塑性变形特征.研究结果表明拉深中复合板的聚丙烯板材分为5个变形区,即凸缘区(Ⅰ),凹模圆角区(Ⅱ),凸模与凹模间隙区(Ⅲ),凸模圆角区(Ⅳ),凸模底部区(Ⅴ);其中,Ⅴ区是非塑性变形区,Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区沿径向伸长变形,沿周向压缩变形,沿厚向收缩变形;Ⅳ区沿径向伸长变形,沿周向伸长变形,沿厚向收缩变形;Ⅲ区εi值为0.40～0.47,是塑性变形程度最大的区域,且发生了显著的剪切变形;Ⅱ区和Ⅳ区的部分区域也存在明显的剪切变形.     

带钢板形翘曲变形行为的仿真

针对带钢平整轧制过程中常见的板形翘曲缺陷(C翘、L翘和四角翘)的产生机理与变形规律,应用ANSYS有限元软件,分别建立了带钢的在线有张力翘曲变形模型和离线无张力翘曲变形模型,对两种状态下带钢翘曲变形的力学机理和各因素的影响机制与规律进行了仿真分析.研究认为,板形翘曲缺陷是平整轧制过程中带钢的塑性变形(主要是纵向延伸)沿厚度方向上的分布不均匀引起,而与纵向延伸沿宽度方向上的分布无关.在仿真计算结果的指导下,对某厂连退机组平整后带钢的严重板形C翘问题进行了研究,改进工艺后取得了显著效果.     

Corrosion behavior and mechanism of the automotive hot-dip galvanized steel with alkaline mud adhesion

The corrosion behavior and mechanism of hot-dip galvanized steel and interstitial-free (IF) substrate with alkaline mud adhesion were investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and linear polarization. The results show that non-uniform corrosion occurs on the galvanized steel and IF substrate during 250 h with the mud adhesion. The corrosion products on the galvanized steel are very loose and porous, which are mainly ZnO, Zn₅(OH)₈C₁₂·H₂O and Zn(OH)₂, and Fe-Zn alloy layer with a lower corrosion rate is exposed on the galvanized steel surface; however, the corrosion products on IF substrate are considerably harder and denser, whose compositions of rust are mainly FeOOH and Fe₃O₄, and several pits appear on their surface. The results of continuous EIS and linear polarization measurements exhibit a corrosion mechanism, that is, under activation control, the charge transfer resistances present different tendencies between the galvanized steel and IF substrate; in addition, the evolution of linear polarization resistances is similar to that of charge transfer resistances. The higher contents of dissolved oxygen and Cl- ions in the mud play an important role in accelerating the corrosion.     

Influence of silane coupling agent on the conversion film forming of galvanized steel treated with cerium salt

The influence of silane coupling agent on the film forming of galvanized steel treated with cerium salt was studied by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the corrosion resistance of conversion films was analyzed by electro interstitial scanning (EIS). The results show that silane coupling agent KH-570 has significant influence on the compactness and homogeneity of cerium conversion films, and the process of film forming is promoted by increasing the content of tervalent and tetravalent cerium oxide. The impedance value of the cerium conversion film, especially modified with KH-570, is greater than that of the base metal, which reveals that it is necessary to add silane coupling agent to the film-forming solution in order to improve the corrosion resistance of the conversion film.     

摩擦条件对钢质摩擦材料第三体及磨损的影响

摩擦条件对摩擦材料表面第三体的连续性产生重要影响,进而影响材料的摩擦磨损性能.选用两种轨道车辆用低合金制动盘材料与铜基粉末冶金材料为配对摩擦副,在不同速度、压力条件下进行摩擦试验,观察第三体的形成过程中,表面形貌的变化规律及磨损机理.结果表明:在特定的摩擦条件下,第三体的显微硬度可达800~900HV,远高于基体材料的硬度;连续、致密的第三体,使材料具有最低的磨损率;当摩擦转速和压力过低时,磨粒磨损为主要磨损形式,当摩擦转速和压力过高时,黏着磨损将成为主导;在第三体的形成破坏过程中,摩擦速度、压力过低或过高均可能使第三体的破坏速度大于形成速度,使材料的磨损率增大.     

Surface quality of cold rolling aluminum strips under lubrication condition

The effects of oil film on the rolled surface, including surface roughness and topography, were investigated during cold rolling of aluminum strips. Various mineral oils with viscosities from 0.10 to 1.6 Pa.s were used to obtain different oil film thicknesses. Results from experiment and calculation show that the thicker oil film protects the initial roughening surface so that it leads to an increase in roughness of the rolled surface, in particular when the surface roughness has the character of direction. The rolled surface roughness was determined by λ, which is the ratio of oil film thickness to the combined surface roughness. When λ > 3, the rolled surface roughness increases rapidly with the increase in oil viscosity, whereas the surface roughening has already occurred when λ < 3, but the increase of the rolled surface roughness with increasing viscosity is not distinct.     

DSR宽带钢冷轧机的特殊板形控制性能

针对动态板形辊(DSR)宽带钢冷轧机的板形控制性能存在垂直不对称的问题,通过建立全辊系模型,运用ANSYS有限元软件,对其特殊的板形控制性能进行了数值计算.定量研究了国内某厂引进的DSR轧机的板形控制性能及其垂直不对称性,分析了这种不对称性的产生原因,并制定了减轻其危害的具体对策.     

一种含氮高铬冷轧辊用钢的热变形行为研究

对一种8%Cr冷轧辊用钢在950～1200℃以0.1～10s^-1的变形速率进行热压缩变形,通过流变曲线分析、动力学分析及热加工图技术等方法表征其热变形时的力学行为,并对变形后的显微组织进行观察。结果表明:Cr8N钢的加工硬化率和流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,功率耗散百分数随着Z参数的增大而降低;上述变形条件下Cr8N钢的热变形激活能为542kJ/mol,加工硬化指数为5.25;获得了该钢的热变形方程以及Z参数和峰值应力间的关系。     

82B高碳钢热变形行为研究

采用单道次热压缩实验方法,在Thermomaster-Z型热模拟试验机上模拟高碳钢高速线材热轧变形过程动态再结晶行为,测定82B高碳钢在变形温 度为800～1 100 ℃、变形速率为0.1～50 s-1、变形程度为0～0.60条件下的真应力-应变曲线,利用曲线特征值确定高应变速率下的变形激活能,根据实验结果分析动态再结晶变形条件,建立动态再结晶状态图.     

9Cr18不锈钢热变形行为研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对9Cr18马氏体不锈钢在850～1 150℃、应变速率为0.01～10s-1变形条件下的热压缩变形行为进行研究。根据真应力-应变曲线,分析变形温度和应变速率对9Cr18不锈钢变形抗力的影响,计算其形变激活能,并建立9Cr18不锈钢的变形抗力模型和热变形流变应力方程。结果表明,应变速率一定时,9Cr18动态再结晶临界变形量εc随温度的升高而降低,高的形变温度和低的应变速率有利于动态再结晶的发生;9Cr18不锈钢形变激活能为461.7kJ/mol;所建变形抗力模型的拟合性良好,数据稳定性好。     

409L铁素体不锈钢的热变形行为

采用热/力模拟实验研究409L铁素体不锈钢在950、1 000、1 050、1 100、1 150℃、应变速率为0.01、0.1、1.0 s-1,压下量为50%时的热变形行为,讨论热变形参数对流变应力的影响.结果表明,409L铁素体不锈钢的表观应力指数为4.06,热变形表观激活能为212 kJ/mol;409L铁素体不锈钢的热变形方程.ε=3.017.109[sinh(α.pσ)]4.06exp(-212 000/RT).其软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,随着Z值从6.11×105增加到1.15×109,热变形峰值应力相应从11.71 MPa增加到66.94 MPa.