GH4099合金粉末的热等静压成形和薄壁筒体的制造

摘要:分别采用等离子旋转电极雾化法(PREP)和无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出GH4099 洁净预合金粉末,再将其热等静压(HIP)制备GH4099 合金,研究了热等静压温度对其显微组织和拉伸性能的影响。采用优选的热等静压制度1230℃/150 MPa/4 h 进行有限元模拟辅助包套设计,用PREP粉末制造出GH4099 薄壁筒体。结果表明,与EIGA法相比,用PREP法制备的GH4099 粉末球形度更好、表面氧化层更薄,更适合进行热等静压成形。在1165℃~1230℃随着热等静压温度的提高GH4099 合金的孔隙和原始颗粒边界数量显著减少,使其在900℃的拉伸性能提高。用PREP粉末制造的GH4099 薄壁筒体,其关键尺寸与实际薄壁筒体的相对偏差小于5%。

1.2 mm薄规格带钢开发及稳定轧制的研究

摘要:唐山不锈钢1580热轧生产线极限薄规格带钢生产稳定性差,本文分析影响的主要因素包括:板坯加热温度的均匀性、轧制过程温度、轧制设备精度、轧制稳定性及层冷工艺等。通过调整板坯加热工艺和加热炉操作工艺,优化粗轧机末道次的负荷分配,优化精轧机负荷分配,调整轧制模型预设参数取值方法等措施,1580热轧生产线成功开发生产了235 MPa强度的1250 mm×1.2mm规格的产品,同时提高了薄规格产品的轧制稳定性。

薄规格自粘接无取向电工钢叠片冲裁工艺

摘要: 以公称厚度为0.20 mm 的自粘接无取向电工钢为研究对象设计叠片冲裁工艺, 选择3 层粘接态板料为冲裁坯料, 在不同单边冲裁间隙下冲裁类似铁芯结构的圆环冲片, 并结合电子背散射衍射、原子力-磁力显微镜、交直流测试等多种表征手段, 对圆环叠层冲片进行宏观和微观组织、冲裁质量与磁性能的多尺度、多物理量表征, 分析各指标的变化规律, 并确定合适的冲裁间隙设置范围。研究结果表明: 随着单边冲裁间隙从2.5%增大至7.5%, 冲片的叠装系数不断减小、断面毛刺高度不断增大; 当单边冲裁间隙≥5. 8%时, 在1 T、400 Hz 测试条件下冲片磁性能显著劣化。综上, 在中小间隙(单边冲裁间隙≤5. 0%) 下冲片有较佳的综合性能。研究成果为实际生产过程中自粘接电工钢叠片冲裁工艺的优化提供了理论指导和实验支撑。

新形势下薄板坯连铸连轧技术的进步与发展方向

摘要: 对新形势下国际和国内薄板坯连铸连轧(TSCR)生产线发展状况及特点进行了综述, 研究了薄板坯高速连铸生产的关键技术、隧道式加热炉的节能技术、薄板坯无头轧制技术、薄规格及高附加值钢种的开发等在中国的应用现状, 提出了国内薄板坯连铸连轧技术的未来发展主要方向。

立式离心浇注精密铸造技术研究进展

摘要:离心铸造是将金属液注入高速旋转的铸型内,使其做离心运动充满铸型形成铸件的技术。根据转轴位置的不同,可将其划分为卧式和立式离心铸造。通过离心铸造的方式生产中空筒形和环形铸件及铸管等,生产效率高、成本低,且铸件组织细密。按照旋转轴位置分类,离心铸造可以分为水平(或卧式)离心铸造和立式离心铸造。立式离心铸造相较于卧式离心铸造占地小、操作方便、材料适用性好、工艺灵活性高,已有几十年的历史,最早用于生产火炮弹壳等军事产品。随着立式离心铸造技术的不断发展,已被广泛应用于民用领域。本文从关键技术、数值模拟、典型铸件3个方面,简述了国内外近几年立式离心铸造技术的研究进展,介绍了可铸金属的选择、铸造工艺设计、铸型选择与设计、离心铸造涂料、离心铸造机等的研究成果,呈现了光滑粒子流体动力学(SPH)法、粒子跟踪测速(PTV)法、夹杂物运动规律等方法在立式离心铸造数值模拟方面的应用,列举了双金属复合轧辊、锥段转鼓、大口径厚壁变径管等立式离心铸造技术的典型铸件案例。

高强度不锈钢的研究及发展现状

摘要:高强度不锈钢作为强度、韧性及服役安全性俱佳的金属结构材料,广泛应用于航空、航天及海洋工程等领域。本文系统地梳理了高强度不锈钢的研究及发展历程,重点阐述了以析出强化和奥氏体韧化为代表的强韧化机理,及以氢致开裂和H原子扩散富集为主要因素的应力腐蚀及氢脆敏感性问题。认为高强度不锈钢的未来发展将重点关注计算模拟设计,多类型、高共格度析出相复合强化,高机械稳定性的薄膜状奥氏体韧化,综合显微组织和服役环境加深对应力腐蚀及氢脆机理的理解,从而为设计兼备超高强韧性、优良综合服役性能的高强不锈钢提供实际的理论依据。

单丝高速热镀锌及锌铝合金钢丝生产工艺

摘要:传统热镀锌及锌铝合金钢丝生产工艺存在工艺流程长、生产效率低、镀后强度损失大、生产成本高等问题。提出一种单丝高速热镀锌及锌铝合金新工艺,通过前处理、感应加热、风冷和水冷等关键技术的控制,实现了钢丝高速连续热镀锌和单镀锌铝合金,Dv 值可达2 000 mm·m/min。实际生产表明,该工艺镀层连续性、附着性、均匀性及耐腐蚀性能优异,且镀后强度损失极小。经济性分析显示,单丝高速热镀锌及锌铝合金生产工艺在产能、设备投入、原辅材料、能耗及人工成本方面均显著低于传统工艺,具有高效、节能、环保的综合优势,为高性能镀层钢丝的生产提供了可靠路径,符合制造业高端化、智能化、绿色化的发展方向。

高温不锈渗碳轴承钢的研发现状与进展

摘要:航空用轴承钢向耐高温、耐腐蚀、高承载、长寿命方向发展,现役的M50轴承钢存在强度高但韧性和耐蚀性不足的问题;M50NiL渗碳轴承钢虽然通过降低碳含量和调整合金成分来提高韧性,但仍越来越无法满足高推重比的航空发动机的发展需求,并且耐蚀性不足问题也未解决。高铬不锈轴承钢GB-42和高氮 Cronidur30轴承钢虽然抗腐蚀能力好,但是表面硬度和心部韧性仍不足。以CSS-42L钢为代表的高温不锈渗碳轴承钢拥有高强韧性和优良耐蚀性能,不仅在航空轴承应用上极具竞争优势,而且也可应用于在高温或腐蚀性环境下使用的齿轮、轴和紧固件等,但是国内外相关研究工作仍不足且缺乏系统性,因此对其研发现状进行综述和总结尤为重要。从航空用高温轴承钢发展历程出发,详细介绍了国内外高温不锈渗碳轴承钢的研发背景和合金成分设计思路;综述了铬、钴、钼、镍、钒、钨等主要合金元素对组织和性能影响规律,其中钴的加入虽然不直接参与析出强化,但能够起到抑制δ-铁素体形成和促进弥散析出的特殊作用;分别从表面渗碳和心部材料两个方面,揭示了调控热处理工艺对微观组织和强韧性的影响规律。在此基础上,针对国内外高温不锈渗碳轴承钢基础理论和制造工艺研究的不足,提出了优化合金成分、突破渗碳热处理技术,以及加强不同工况下组织演变、疲劳损伤和破坏机理研究的研发方向。

机器学习在金属微观组织图像分割中的应用

摘要:介绍了机器学习在金属微观组织图像分析中的应用,梳理了微观结构的发展历程。重点介绍了传统机器学习方法、深度学习方法、大模型在微观组织图像分割中的应用并进行了详细的总结和举例说明。其中,深度学习方法可以自动提取高维度特征,快速地对批量图像进行准确分割,但存在数据依赖性强,通用性差等缺点,在一定程度上限制了该方法的推广和应用。大模型的出现为其缺乏泛化能力和过分依赖数据等问题提供了新的解决方向。通过分析大模型在金属微观组织图像分割的应用,指明了大模型在金属材料领域的丰富前景,并探讨了未来大模型的主要发展方向。

铸轧薄带的边部斜裂纹形成机理

摘要:为了控制铸轧薄带产品质量,降低铸轧工艺本征裂纹导致的断带风险,针对铸轧薄带的边部斜裂纹展开研究,提出边部斜裂纹形成的直接原因为侧封与熔池间的换热使熔池边部的Kiss点高度局部提升。该处薄带进入铸轧塑性变形阶段的初始厚度局部增大,由此引发的斜向剪应力导致了边部斜裂纹的产生。建立了熔池的热-流耦合数值仿真模型,分析了Kiss点高度沿铸轧辊宽度方向上的分布规律,结果显示熔池边部的Kiss点高度高于熔池中心。建立了热-力耦合数值仿真模型,分析了变厚度薄带热轧时其塑性变形区内的应力分布状况,结果显示斜向剪应力集中分布于后滑区边部,其方向与后滑区金属的流动方向致。仿真结果验证了所提出的边部斜裂纹形成机理的合理性。