金属材料与冶金工程

材料研究与开发

  • Q345B钢亚温淬火工艺-组织-力学性能的关系

    张斌;熊洪源;胡志红;王宇;王哲;彭军军;张瑞琪;

    针对Q345B低碳贝氏体钢,开展了淬火+亚温淬火及回火处理试验,借助金相、扫描电子显微镜、冲击及拉伸试验等检测,研究不同热处理工艺对其金相组织及力学性能变化的影响规律。结果表明:随亚温淬火温度的降低,试验钢抗拉强度、屈服强度、屈强比逐渐降低,断面延伸率增加;当回火温度从350℃升高到620℃时,试验钢抗拉强度和屈服强度逐渐减小、冲击功增大、断面延伸率增大,而屈强比达到峰值后减小。试验钢亚温淬火金相组织为板条状贝氏体+粒状贝氏体+少量铁素体,随亚温淬火温度降低,贝氏体含量逐渐减少、铁素体含量逐渐增多;随回火温度降低,铁素体含量逐渐减少,贝氏体板条逐渐细化。

    2025年05期 v.53;No.295 3-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
  • 高温热压缩下7075-T6高强铝合金热变形行为分析

    方雅;吴恒;户东亮;

    针对7075-T6高强铝合金,开展高温热压缩下热变形行为试验测试分析。结果表明:7075-T6高强铝合金内部基体组织中形成大量细小等轴晶,晶粒均匀且细小。随着应变率的减小,材料工程应力随之减小;随着工程应变的增加,工程应力迅速上升。合金变形加工产生组织沿晶破裂,在晶界处观察到许多位错缠绕现象,晶界处形成了明显位错壁。该研究有助于提高对铝合金冶金成型的认知,为后续的挤压强化奠定一定的理论基础。

    2025年05期 v.53;No.295 8-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 916K]
  • 横切线非对称板形影响因素与改善措施研究

    于海军;刘径舟;朱林康;陈明睿;刘玉坤;唐浩;

    针对钢卷在横切线开板过程存在的非对称板形缺陷问题,通过跟踪生产情况并调整生产参数,研究分析了上卷对中、深弯辊投用、矫直机精度和带钢跑偏对横切过程带钢板形的影响规律。结果表明:通过提高上卷对中精度、优化深弯辊投用工艺、提高矫直机辊缝精度和减小带钢跑偏起拱,能有效改善横切过程非对称板形因素对带钢板形的影响,提高横切线带钢板形质量。

    2025年05期 v.53;No.295 12-16+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K]
  • 铸机二冷段电磁搅拌改善偏析的研究

    王立坚;王建;闫智平;

    针对海洋风电钢连铸板坯,内部偏析引起后续中厚板轧制过程中产生的厚度四分之一分层开裂、中心开裂及焊接不良等质量问题,采取对铸机二冷段电磁搅拌频率、安装位置及搅拌电流强度等工艺参数进行改进与优化。结果表明:≤C类2.0级中心偏析占比由58%提升至87%,铸坯内部质量得到大幅提升,因偏析导致的开裂及焊接不良等质量问题得到有效改善。由此得出:在现有工装能力下,电磁搅拌安装在二冷3号段、搅拌频率设定为5 Hz、电流设定为450 A工艺最优。

    2025年05期 v.53;No.295 17-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 886K]
  • 多因素腐蚀对供热管道泄漏失效影响的研究

    独新平;

    本研究采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪、ICP等离子体发射光谱仪等设备,对供热管道泄漏失效原因进行了系统分析。结果表明:供热管道泄漏失效模式为多因素作用的腐蚀泄漏;侵蚀离子Cl~-、SO_4~(2-)的存在,在非金属夹杂物与金属基体组织构成的界面上,发生“氧腐蚀均匀减薄-界面酸化-电化学点腐蚀”多因素作用腐蚀过程;大量存在的条带状非金属化合物为腐蚀提供通道,加剧腐蚀泄漏的发生。

    2025年05期 v.53;No.295 21-25+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K]
  • 20CrMnTiH齿轮钢生产工艺优化与性能研究

    卢春光;

    针对20CrMnTiH齿轮钢氧含量高、组织不均匀及端部开裂等问题,通过KR-转炉-LFV精炼-连铸工艺实现成分窄区间控制,采用高温扩散轧制与缓冷工艺优化组织均匀性。结果表明:钢材氧含量≤8×10~(-6),带状组织≤2级,晶粒度≥8级,淬透性带宽≤4HRC,控制钢中非金属类夹杂物∑(A+B+C+D+DS)≤3.0级,轧后保温缓冷使硬度波动降低30%,研究结果为高端齿轮钢的工业化生产提供了关键技术支撑。

    2025年05期 v.53;No.295 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]

冶金技术与应用

  • 汽车发电机带轮支架开裂失效分析

    王龙;赵红利;罗成;张红霞;沈培智;张乐天;赖兆伟;李建锐;

    针对开裂的汽车发电机带轮支架,采取宏观微观断口观察、化学成分检测、金相组织分析及显微硬度检测等方式进行分析研究。结果表明:支架断裂位置位于焊点附近,该处焊接质量不良,焊缝处的组织不均,焊点分布不合理,引起应力集中,加上带轮运转过程中对支架施加复杂挤拉交变应力,导致支架端部焊接位置先发生开裂,随后支架中部开裂,断裂机理均属于疲劳断裂。通过优化焊接工艺、调整焊点位置、焊后进行适当回火、减少焊接应力等措施,有效提高支架抗疲劳断裂能力,延长支架的使用寿命。

    2025年05期 v.53;No.295 32-38+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K]
  • 冷硬卷开卷挫伤原因分析与改进

    吴俊伟;刘建新;胡小明;

    针对厚度≤1.0 mm的薄规格冷硬卷在镀锌线开卷挫伤缺陷高发问题,采取缺陷特征分析、层间滑动实验及卷取三阶段力学模型进行机理研究。结果表明:开卷挫伤缺陷的根本诱因是冷硬卷内圈松卷,产生机制源于卷取首圈机械锚定不足、恒张力卷取时芯轴径向压力随卷径增大而激增以及卸卷后内圈压应力失效引发重力失稳。据此实施三项改进措施:提高芯轴表面粗糙度、协同增加助卷皮带压力与带钢表面粗糙度、采用变张力卷取制度。措施实施后开卷挫伤发生率从7.1%降至1.6%。

    2025年05期 v.53;No.295 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 991K]
  • 回火处理后冷拔低碳钢拉伸性能和组织演变分析

    孟祥伟;耿亚珂;

    针对机械臂用的冷拔低碳钢力学强度与韧性不足的问题,采用轧制方式来增强综合性能,并通过低温回火处理方式对冷拔低碳钢的性能进行加强,并对其组织演变和拉伸性能进行测试研究。结果表明:在150℃回火温度下低碳钢的工程应力可继续增加至4 715 MPa,仍然保持了良好塑性。回火前状态为铁素体和渗碳体形成的交织层状组织,发生了一定程度的细晶强化。该研究有助于提高对低碳钢的冶金成型认知,为后续的工艺优化奠定一定的基础。

    2025年05期 v.53;No.295 44-46+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 900K]
  • 高铜钢板坯热轧“铜脆”缺陷预防与试验研究

    何冠军;刘娅芬;李盼峰;

    针对高铜钢板坯在热轧过程中因铜元素表面富集引发的“铜脆”缺陷,采取常规加热、差异化加热及喷涂抗氧化涂料三种不同工艺方案对“铜脆”缺陷的产生与预防进行了分析研究。结果表明:采用喷涂抗氧化涂料工艺,能有效抑制铜元素向晶界迁移,预防高铜钢的“铜脆”缺陷。该工艺不仅提升了高铜钢冷轧产品卷的表面质量,还改善了其力学性能,为生产高质量高铜钢产品提供了技术参考。

    2025年05期 v.53;No.295 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1003K]
  • 镁处理对碳锰低温钢组织与性能的影响

    张军;冯赞;欧阳藩;刘琴;

    在钢板轧制、热处理工艺相同的情况下,通过对碳锰低温钢进行精炼冶炼末期镁处理,对比镁处理后的钢板组织、晶粒度、夹杂物情况。结果发现:对冶炼后期进行镁处理的钢板-60℃冲击吸收能从80 J提高到151 J,但强度变化不明显;镁处理后的钢板晶粒度从9级提高到10-11级;1 mm~2内TiN颗粒数从4个增加到11.6个,增加部分主要是2μm以下的细小夹杂物,部分TiN颗粒中有含镁夹杂物的核心,TiN将镁的夹杂物完全包裹。由于镁处理产生的氧硫化物能够有效的诱导TiN形核从而细化TiN颗粒,大颗粒TiN是典型的裂纹源,对冲击很不利,而细化的TiN颗粒有利于降低大颗粒TiN对钢板韧性的影响,从而提高钢板的冲击韧性。

    2025年05期 v.53;No.295 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1093K]

其它

  • 基于ABC-PID控制的数控锻机伺服系统精度优化分析

    乔立志;董利娟;

    针对传统比例-积分-微分(PID)控制器在数控锻机伺服系统中精度偏低的问题,设计了一种基于人工蜂群算法(ABC)改进PID控制方法。利用ABC对PID控制参数进行调整,充分结合了PID控制效率高和ABC非线性调控及时的特点。以优化ABC算法对PID参数进行动态调节,高效提高非线性控制效果,并成功应用于数控锻机伺服系统的精度优化上。结果表明:相比PID方法,ABC-PID方法达到了更高的加载精度,展现了更佳的追踪效果,对多余应力实现了明显限制,保证系统满足高精度调控的要求。

    2025年05期 v.53;No.295 58-60+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 960K]
  • 焊接头表面激光熔覆制备CoCrAlSi-Hf涂层高温氧化分析

    刘红先;毛森;

    选择激光熔覆技术在焊接头表面上制得了不同Hf含量的CoCrAlSi-Hf涂层,对涂层微观组织形态与耐高温性能进行实验测试分析。结果表明:激光熔覆涂层组织表现为密集分布,加入Hf后涂层由均匀致密的氧化物组成,无明显缺陷。高温氧化后涂层表面充满密集分布的氧化物,形成一层结构致密的Cr_2O_3薄膜保护层,具有优良的防氧化性能和耐腐蚀特性。该研究有助于提高焊接头表面涂层的冶金质量,为后续的工艺优化奠定理论基础。

    2025年05期 v.53;No.295 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K]
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