金属热处理

范仲涛, 高秀华, 袁国, 康健

2020, 45(12): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.001

摘要 ( 122 )

PDF (633KB) ( 175 )

通过热轧及轧后热处理试验研究了不同工艺对油井管用V140试验钢的力学性能和显微组织的影响,并探讨了Nb对试验钢组织及力学性能的作用。结果表明,高温下析出的Nb(C, N)可以抑制奥氏体的再结晶行为,使精轧过程可在未再结晶区进行,起到细化晶粒的作用,从而提高试验钢的强度与韧性。轧后空冷-离线调质、轧后快冷-回火和轧后快冷-离线调质3种工艺下试验钢的组织均为回火索氏体,组织均匀,力学性能优良,且轧后快冷-回火工艺可以满足V140钢的性能要求,还可以缩短生产流程、节约成本。此工艺的最佳回火温度为660 ℃,回火时间为30 min。

退火温度对FeMoCrVTiSi_x高熵合金组织及力学性能的影响

薛彦均, 尉文超, 王毛球, 时捷

2020, 45(12): 7-12. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.002

摘要 ( 88 )

PDF (562KB) ( 66 )

在400、600、800、1100 ℃下对FeMoCrVTiSi_x(x=0、0.3)进行退火处理,利用X射线衍射仪、扫描电镜、差热扫描分析仪、显微硬度计、万能试验机等探究了不同退火温度对合金的组织和力学性能的影响。结果表明,Si元素的添加提高了FeMoCrVTi高熵合金的热稳定性。经过退火处理,FeMoCrVTiSi_x高熵合金的微观组织仍为以BCC固溶相为主的枝晶结构,但在枝晶边缘出现黑色的细小富Ti相,其含量随着退火温度的增加而增多,在1100 ℃下富Ti相回溶。富Ti相的析出提高了合金的硬度,其中,800 ℃退火后试样的硬度达到最大值,FeMoCrVTi试样的硬度达到932 HV0.2,FeMoCrVTiSi_0.3的硬度达到998 HV0.2。

不同形变条件下非调质钢45MnSiVSQ的连续冷却转变

王云龙, 陈银莉, 余伟

2020, 45(12): 13-18. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.003

摘要 ( 81 )

PDF (553KB) ( 32 )

在Gleeble-3500热模拟机及热膨胀试验仪上测定了45MnSiVSQ钢动态及静态膨胀曲线,并采用切线法结合组织及硬度,测定了试验钢的静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究分析了形变温度和冷却速度对非调质钢45MnSiVSQ相变及珠光体片层间距的影响。结果表明:在0.1~3 ℃/s冷却速度范围内,珠光体片层间距随着冷却速度的增大而减小;对比950 ℃的动、静态CCT曲线可知,形变使试验钢相变起始温度有所升高,即相变孕育期缩短,其中对铁素体和珠光体相变区间影响尤为明显,而对贝氏体和马氏体相变区间孕育期的影响较小,表现为动态CCT曲线相比静态CCT曲线向左上方移动;对比不同形变温度下的动态CCT曲线可知,形变温度950 ℃时,贝氏体相变冷速区间为0.5~20 ℃/s,850 ℃形变时的贝氏体相变冷速区间为0.8~10 ℃/s。低温形变更利于铁素体和珠光体相变发生,减少了贝氏体、马氏体等非理想组织出现的机率。

热处理工艺对过共析轨钢组织及力学性能的影响

崔健伟, 陈林, 赵磊城, 邹运

2020, 45(12): 19-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.004

摘要 ( 77 )

PDF (560KB) ( 73 )

通过显微硬度仪、冲击试验机、万能试验机和扫描电镜等研究了不同热处理工艺下某过共析轨钢组织和性能的变化规律。结果表明:热处理工艺对该轨钢的组织和力学性能较轧制态和厂方热处理态均有所优化和提高,影响因素主要为冷却速率和等温时间。随着冷却速率的提升和等温时间的减少,基体中渗碳体析出增多,珠光体尺寸减小,大片层珠光体逐渐消失;此外,试验钢的硬度、冲击吸收能量和抗拉强度均随冷速的增大呈现先增加后降低的“折线形”变化趋势,拉伸断口粗糙度增加,断裂类型从解理断裂过渡为准解理断裂。而冲击吸收能量则随着等温时间增加而增加。最佳热处理工艺为:等温温度630 ℃,等温时间30 s,冷却速率8 ℃/s,对应的最优力学性能表现为硬度402 HBW、冲击吸收能量(KV₂)2.9 J、抗拉强度1312 MPa、伸长率12.24%和断面收缩率23.96%。

固溶时效处理对Ti-5322钛合金组织与性能的影响

王安东, 张禄祥, 陈彩凤, 毛勇全, 倪磊

2020, 45(12): 24-28. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.005

摘要 ( 83 )

PDF (555KB) ( 30 )

通过对Ti-5322合金板材进行固溶时效处理,发现在相变点以下的α+β两相区温度固溶时,初生α相随固溶温度的升高而减少,β相所占体积分数升高;在相变点以上的β单相区温度固溶时,初生α相全部溶入β基体之中,温度越高,晶粒越粗大。在510~590 ℃时效处理过程中,细小弥散的板条状次生α相在β基体内析出,起到了析出强化作用,且随着时效温度的升高,次生α相长大,所占体积分数减少,导致合金的强度下降,塑性升高。对Ti-5322合金热处理后的试样进行室温拉伸试验,发现与β单相区温度固溶时效相比,合金在α+β两相区温度固溶及不同温度时效处理后强度与塑性的匹配更加优良,因此选择在两相区进行固溶处理是最合适的,最佳工艺为870 ℃×1 h固溶+550 ℃×6 h时效。

脉冲电流冲击处理对TC11钛合金组织与性能的影响

王中奇, 宋燕利, 华林, 余永情

2020, 45(12): 29-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.006

摘要 ( 70 )

PDF (556KB) ( 36 )

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和显微硬度计等研究了脉冲电流冲击处理(EST)对TC11钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同脉冲数对TC11钛合金微观组织中α相的比例、β转变组织的板条尺寸和残余压应力大小影响明显,随EST脉冲数的提升,α相含量及板条状β转变组织中次生α相含量呈现先增加后减少的趋势。经最佳工艺参数(900 A、50 Hz、25个脉冲)脉冲电流冲击处理后,TC11钛合金中α相细小均匀,β转变组织板条长度、厚度和间距较处理前试样分别减小了51.9%、58.0%和36.8%,此时合金力学性能提升最为明显:伸长率提高了12.7%,显微硬度增加了4.7%,残余压应力增加48.4%。

退火工艺对冷轧低碳热镀锌钢板组织均匀性的影响

徐晓涵, 宋乙峰, 刘志桥, 岳重祥

2020, 45(12): 35-40. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.007

摘要 ( 69 )

PDF (559KB) ( 37 )

通过模拟退火试验及工业试制,研究了退火工艺对冷轧低碳热镀锌钢板组织均匀性的影响,探讨了钢板出现混晶组织的原因,并制定了解决方案。结果表明:加热速率偏低是造成混晶组织的主要原因,随着加热速率的升高,组织细化且均匀性改善;在较低加热速率下,延长均热时间和提高退火温度在一定程度上加剧了组织的不均匀性。针对镀锌机组降速生产引起混晶的问题,结合模拟退火试验结果,降低退火温度可以改善降速导致的混晶问题,制定了降速生产的退火工艺并应用于实际生产。

球化退火工艺对高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV组织及性能的影响

于文涛, 李晶, 徐猛, 史成斌

2020, 45(12): 41-47. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.008

摘要 ( 145 )

PDF (555KB) ( 41 )

为了优化高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV的球化热处理工艺,提高其退火后的冷加工性能,采用微观组织分析法以及拉伸力学分析法研究了球化退火过程中奥氏体化保温时间和冷却速率对8Cr13MoV钢的球化效果影响。结果表明, 随着奥氏体保温时间的增加,组织中细颗粒状碳化物数量减少,索氏体数量增多,试样硬度先降低后升高,但断后伸长率持续增加;随冷却速率增加,试样组织中细颗粒状碳化物和索氏体数量、硬度和强度增加,断后伸长率降低。综合对比,奥氏体保温时间ϕ90 min时试样综合力学性能较好,冷却速率应控制在25 ℃·h^-1以内。与奥氏体保温时间相比,冷却速率对力学性能的影响更加显著。

真空热处理对APS-NiCoCrAlY+APS-YSZ热障涂层热循环寿命的影响

薛文利, 陆涛, 黄佳华, 郭德亮

2020, 45(12): 47-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.009

摘要 ( 73 )

PDF (555KB) ( 37 )

通过大气等离子喷涂在HA188合金基材上制备NiCoCrAlY+YSZ热障涂层,然后分别对试样在高真空和低真空中进行1080 ℃的热处理。通过在1100 ℃对热处理前后的热障涂层进行热循环考核,并在具备EDS的扫描电镜下分析了热循环前后的显微组织和成分。结果表明,真空热处理显著提高了APS-NiCoCrAlY+APS-YSZ热障涂层的热循环寿命,一方面是由于真空热处理后在APS-NiCoCrAlY/APS-YSZ界面上形成连续的TGO层受到了抑制,降低了由TGO产生的应力开裂,另一方面真空热处理后的涂层热循环时在APS-NiCoCrAlY的内部产生了更多的氧化物,在一定程度上降低了APS-NiCoCrAlY的热膨胀系数,减少了由APS-NiCoCrAlY/APS-YSZ热膨胀系数不匹配造成的应力开裂。并且低真空热处理的涂层内部失效裂纹没有像高真空热处理的涂层那样均匀连续扩展。

冷轧对G20CrNi2MoA渗碳轴承钢组织演变与耐磨性的影响

曾宋文, 刘璐, 刘雨健, 钱东升, 王丰

2020, 45(12): 53-59. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.010

摘要 ( 67 )

PDF (556KB) ( 25 )

采用电子背散射衍射分析(EBSD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等方法研究了冷轧对G20CrNi2MoA渗碳轴承钢微观组织演变规律和耐磨性的影响。结果表明:冷轧能够细化原材料晶粒;当冷轧变形量由0%增加到30%时,经二次淬火后,表层碳化物面积分数由4.38%增加到5.99%,碳化物平均粒径由0.15 μm降低到0.13 μm;经二次低温回火后,表层约0.9 mm渗碳层深范围内碳含量梯度和显微硬度梯度得到提高,平均摩擦因数由0%的0.489降低到30%变形量下的0.346,磨损率由27.2×10^-6 mm³·N^-1·m^-1降低到9.1×10^-6 mm³·N^-1·m^-1。表明材料经30%冷轧变形后,由于表层碳化物的面积分数和硬度得到提高,磨粒磨损和疲劳磨损逐渐减轻,使耐磨性得到提高。

淬火工艺对U75V重轨钢组织及力学性能的影响

马潇, 岑耀东, 陈林, 吴茂文

2020, 45(12): 59-62. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.011

摘要 ( 83 )

PDF (556KB) ( 44 )

采用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击试验机、万能拉伸试验机研究了U75V重轨钢轧态及淬火冷速为3 ℃/s和5 ℃/s条件下的微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明:随着淬火冷速的增加,U75V钢的晶粒逐渐细化,珠光体片层间距减小,其中,轧态U75V钢的晶粒和片层间距最大,而5 ℃/s淬火冷速的U75V钢晶粒和片层间距最小;随着淬火冷速的增加,U75V钢的冲击吸收能量、硬度等综合力学性能增加。其中,轧态U75V钢轨的冲击吸收能量、硬度及抗拉强度最小,而5 ℃/s淬火冷速的U75V钢冲击吸收能量、硬度最优且抗拉强度较好。

回火温度对7Ni钢组织和性能的影响

刘文斌, 战国锋, 黄峰

2020, 45(12): 63-68. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.012

摘要 ( 61 )

PDF (553KB) ( 30 )

利用OM、SEM、TEM和XRD试验方法,分析在两相区淬火+回火(QLT)工艺中,不同回火温度下7Ni钢组织形貌和逆转变奥氏体含量的变化,研究回火温度对7Ni钢低温强度和低温韧性的影响。结果表明:随着回火温度升高,7Ni钢抗拉强度逐渐提高,而低温韧性呈现先升高后降低的趋势。回火温度从560 ℃提高到620 ℃过程中,7Ni钢马氏体组织由粗大转变为均匀弥散细小,抗拉强度逐渐提高。当回火温度较低时,钢中马氏体回复不充分,析出的逆转变奥氏体量较少,低温韧性偏低。随着回火温度升高,7Ni钢逆转变奥氏体含量不断升高,但稳定性下降,大量不稳定的逆转变奥氏体在低温下发生转变,不利于钢低温韧性的改善。7Ni钢低温韧性随着回火温度升高呈现先升高后降低的趋势,并在580 ℃时获得最好的低温韧性。

高温均匀化处理对1.3C-5Cr-0.7Mo-0.6V钢中碳化物形貌及力学性能的影响

董子尧, 王睿, 康燕, 李大赵, 闫志杰

2020, 45(12): 69-75. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.013

摘要 ( 53 )

PDF (553KB) ( 32 )

为改善1.3C-5Cr-0.7Mo-0.6V钢中一次碳化物形貌,在1170 ℃下对其进行了不同时间的高温均匀化处理并水淬至室温,之后对其进行退火-淬火-回火处理。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及压缩试验等方法对不同时间高温均匀化处理后样品的形貌、物相及力学性能进行分析。结果表明,高温均匀化处理可以有效改善一次碳化物的尺寸及形貌,由网状变为均匀分布的小球状。试验钢在高温均匀化处理3 h时取得了抗压强度4703 MPa、工程应变37.3%的压缩力学性能;较未均匀化处理的钢而言,其压缩强度和压缩应变分别提升 14.5%和30.8%。

预处理对异步轧制6016铝合金板材成形性能的影响

龙智勇, 袁鸽成, 陈成

2020, 45(12): 76-81. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.014

摘要 ( 58 )

PDF (561KB) ( 36 )

通过拉伸试验、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等表征方法,研究了异步冷轧前预处理工艺对6016铝合金板材织构及成形性能的影响。结果表明:异步冷轧前预时效处理可提高该铝合金成品板材的强度而不明显降低其塑性,且其平面各向异性指数IPA值明显减小;塑性应变比$\bar{r}$值以及杯突值I_E成形性能指标均有所提高且分别达到0.89和8.27。铝合金板材获得较好综合性能的主要原因在于经时效预处理铝合金成品板材的剪切织构E{111}<110>和F{111}<112>的强度略微提高以及晶粒尺寸的减小。

回火温度对工程机械用超高强钢组织及回火脆性的影响

郑东升, 刘丹, 罗登, 李慧中, 张青学, 彭宁琦, 蹇海根

2020, 45(12): 82-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.015

摘要 ( 71 )

PDF (553KB) ( 33 )

通过SEM、TEM、-20 ℃夏比V型冲击试验等分析手段研究了回火温度对工程机械用超高强钢微观组织及回火脆性的影响,并结合断口特征及微观组织分析裂纹扩展路径。结果表明,试验钢在200~500 ℃回火时,随着回火温度的升高,马氏体分解后形成的碳化物的析出位置从马氏体板条内逐步过渡到原始奥氏体晶界和马氏体板条界,其形状由针状变为粒状,并不断粗化。回火温度为200 ℃和500 ℃时,冲击试样断口的不稳定断裂区为韧性断裂。300 ℃回火时,出现了回火脆性,其冲击试样断口的不稳定断裂区为准解理断裂,裂纹扩展路径相对平直。微观组织分析发现,在原始奥氏体晶界及马氏体板条界析出大量的针状碳化物,这些碳化物提供了裂纹形核位置,促进了裂纹扩展,导致了回火脆性的产生。

超高强7055铝合金铸锭均匀化工艺优化

晁代义, 张倩, 孙有政, 赵志国, 李辉, 吕正风, 程仁策

2020, 45(12): 87-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.016

摘要 ( 68 )

PDF (555KB) ( 50 )

采用光学显微镜、扫描电镜、差热分析及透射电镜等手段,对一种航空用超高强7055铝合金大尺寸铸锭的均匀化工艺进行分析与优化。提出分级提高均匀化温度的方法,在确保不发生过烧的情况下,最大限度改善铸锭质量。结果显示:低温预均匀化时,铸锭中析出大量的Al₃Zr相,能够大幅度降低对后续挤压变形的再结晶比例;对铸锭采用400 ℃×4 h+465 ℃×16 h+474 ℃×8 h的分级均匀化处理工艺,能够显著消除铸锭中低熔点相的含量,提高铸锭质量,同时相比于原工艺节省约13 h。新的均匀化处理工艺,不仅提高了生产效率,还能够为后续工艺提供良好的铸锭。

齿轮用TL-4521钢的锻后余热等温正火

王会珍, 翟月雯, 周乐育

2020, 45(12): 92-96. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.017

摘要 ( 47 )

PDF (552KB) ( 29 )

以TL-4521钢为研究对象,在Gleeble-3800热模拟试验机上对其进行模拟锻后余热等温正火处理,分析温锻后冷却速度、等温保温时间、变形量对其组织及硬度的影响。结果表明:随温锻后冷却速度增加,铁素体含量减少,组织显著细化,硬度升高;等温保温时间越长,珠光体转变越充分,且组织趋于均匀化,硬度降低。温锻变形量增大,奥氏体内形成更多变形带组织,在后续冷却时铁素体形核数量增多,晶粒得到细化,形变强化显著,硬度升高。

固溶及时效温度对沉淀硬化模具钢10Cr3Mo3NiCuAl硬度及组织的影响

楚宝帅, 吴小艳, 王海军, 张锦文, 陈建礼

2020, 45(12): 97-101. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.018

摘要 ( 52 )

PDF (552KB) ( 43 )

通过热力学分析计算,结合硬度测试、光学和扫描电镜观察研究了固溶温度及时效温度对10Cr3Mo3NiCuAl钢组织和硬度的影响。结果表明:试验钢在950 ℃固溶时,组织均匀细小,主要为板条马氏体+少量残留奥氏体,碳化物基本溶于基体,此时硬度较高,随固溶温度升高,马氏体板条出现粗化现象;试验钢在520~540 ℃时效处理时,基体中析出大量金属间化合物Ni₃Al,起到了沉淀强化作用,硬度较高,随时效温度升高,组织中出现回火索氏体,导致硬度快速下降。推荐最佳固溶温度为950 ℃,最佳时效温度为520~540 ℃。

退火工艺对TRIP980冷轧钢板显微组织和力学性能的影响

吴静, 董欣欣, 刘丽萍

2020, 45(12): 102-105. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.019

摘要 ( 54 )

PDF (627KB) ( 32 )

以冷轧TRIP980钢为研究对象,探讨了退火温度、过时效温度和过时效时间对钢板组织性能的影响。结果表明:退火温度从800 ℃降低至760 ℃,随着奥氏体化程度的降低和原奥稳定性的增强,冷却后组织中硬相含量更低,残奥含量更高,宏观表现为拉伸强度降低、伸长率提高;过时效温度从360 ℃提高至400 ℃,随着贝氏体体积分数的提高,拉伸强度提高;过时效时间从600 s延长至1500 s,随着硬相贝氏体的软化和残奥稳定性增大,拉伸强度降低、伸长率提高。

再加工工艺对N18锆合金板残余应力的影响

杨攀, 张宏智, 张毅勇, 强瑞, 姜强, 赵勇, 肖亚

2020, 45(12): 106-110. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.020

摘要 ( 59 )

PDF (627KB) ( 23 )

采用“热轧+冷轧+退火”工艺对N18锆合金板进行再加工,通过X射线法分析板的表面残余应力,采用EBSD技术分析晶界取向差角分布和大小角度晶界。结果表明,热轧后N18锆合金板的表面残余应力呈现无规律分布状态;冷轧后板的表面残余应力均为压应力,其大小随着冷轧变形量的增加而增加;退火后板的表面残余应力值处于较低水平,当退火制度为500 ℃×2 h时,残余应力处于最低水平;退火后,板的微观结构以小角度晶界为主,且随着退火温度的升高,小角度晶界的密度先增加后趋于稳定。

叉车合金钢轴头的水淬可控冷却工艺

肖结良, 黄诚, 麻先银

2020, 45(12): 110-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.021

摘要 ( 92 )

PDF (630KB) ( 18 )

分析了水的冷却特性、水淬可控冷却原理,利用水淬可控冷却和普通水淬两种方法对35CrMo合金钢叉车轴头进行了调质处理,并对调质后轴头的组织和微裂纹进行了检测。结果表明:水淬可控冷却调质轴头组织为细小均匀的回火索氏体,无微裂纹,硬度适中,符合技术要求;而普通水淬调质后轴头工件有1/3出现裂纹。可见,对水的起始温度、水和工件的质量比以及冷却时间加以控制,能够对形状复杂的合金钢轴头实现可控冷却,从而获得满意的淬火效果,实现清洁化热处理。

固溶处理对DSS2205激光焊焊缝性能的影响

王维东, 毕宗岳, 鲜林云, 汪海涛, 李小龙, 刘玉栋, 于晨阳, 徐学利

2020, 45(12): 114-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.022

摘要 ( 69 )

PDF (627KB) ( 28 )

针对双相不锈钢激光焊接后焊缝铁素体和奥氏体两相所占比例不平衡的问题,通过Gleeble-1300热模拟试验机对DSS2205激光焊焊缝进行不同温度和时间的固溶处理,并对固溶处理焊缝的组织和性能进行了分析。结果显示:在不同的固溶条件下,奥氏体形态和两相比例变化较大。随着温度和保温时间的增加,合金元素在两相中充分扩散迁移,奥氏体形态呈逐渐长大趋势,含量先增加再降低。在1050 ℃下保温5 min的试样组织均匀,可得到合适的铁素体和奥氏体相比例,焊缝硬度梯度均匀,冲击性能最好。

PH13-8Mo钢的离子渗氮工艺

张毅, 孟璇, 朱志强, 赵志鹏, 仝威, 武瑞刚, 王锦

2020, 45(12): 119-122. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.023

摘要 ( 77 )

PDF (633KB) ( 30 )

对PH13-8Mo钢离子渗氮工艺参数进行了研究,其中包括渗氮温度、渗氮时间及渗氮件表面粗糙度。结果表明:随渗氮温度的升高、渗氮时间的延长、零件表面粗糙度的降低,PH13-8Mo钢渗氮层厚度增加;渗氮零件表面粗糙度对渗氮层脆性等级影响较大,渗氮零件表面粗糙度为6.3 μm时,其脆性等级达到III级;渗氮时间、渗氮温度及零件表面粗糙度对渗氮层硬度影响甚微。渗氮温度540 ℃,渗氮时间22 h,零件表面粗糙度0.8 μm时,PH13-8Mo钢可获得良好的渗氮层,渗氮层厚度可达197.5 μm,渗氮层硬度可达1083 HV0.2,脆性等级为II级。

环保型淬火工艺对厚壁L80-13Cr钢管组织和性能的影响

王锦永, 高杰, 曹洪波, 邵海丽, 齐希伦

2020, 45(12): 123-127. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.024

摘要 ( 49 )

PDF (627KB) ( 24 )

对厚壁L80-13Cr无缝钢管进行1000 ℃保温150 min奥氏体化处理,分别采用风冷工艺、浸入水冷工艺和水雾冷却工艺进行冷却,然后在710 ℃下保温200 min进行回火。采用显微组织观察和力学性能测试等手段研究了3种淬火介质对厚壁L80-13Cr无缝钢管显微组织和力学性能的影响。结果表明:3种淬火介质的冷却性能由高到低分别是浸入水冷工艺、水雾冷却、风冷工艺;强度和冲击吸收能量都随着冷却速度的加快而提高,风冷工艺淬火的冲击吸收能量平均值为23.67 J,抗拉强度为764 MPa,水雾冷却工艺淬火的冲击吸收能量平均值为42.00 J,抗拉强度为787 MPa;浸入水冷工艺淬火的冲击吸收能量平均值为50.33 J,抗拉强度为800 MPa。但是浸入水冷工艺淬火容易有淬火裂纹,导致材料报废;雾化冷却工艺淬火,组织细小均匀,性能优异,是最合适的淬火冷却方式。

气动离合器用轮毂的热处理工艺改进

孙国进, 侯淼予, 郜家武, 任泰安, 高道旭

2020, 45(12): 128-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.025

摘要 ( 63 )

PDF (627KB) ( 23 )

以GCr15SiMn钢气动离合器用轮毂为对象,以减少热处理畸变为目标,对轮毂原有淬火+回火热处理工艺进行了改进。结果表明:通过增加去应力退火和深冷处理环节,轮毂畸变得到改善,达到尺寸技术要求;表面硬度分布更为均匀。

轧制与退火对T9S钛合金板材组织与性能的影响

张强, 李洋, 郝晓博, 李渤渤, 周华, 刘茵琪

2020, 45(12): 132-135. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.026

摘要 ( 63 )

PDF (631KB) ( 21 )

研究了轧制变形量及退火温度对T9S钛合金板材显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:增加成品轧制变形量,板材组织破碎更充分,退火后形成等轴α相、拉长α相和晶间β相组织形貌,变形流线比较明显,板材室温强度和硬度升高,伸长率降低,弹性模量增加。随着退火温度升高,板材室温强度和硬度逐渐降低,伸长率逐渐提高,横向弹性模量逐渐减小,纵向弹性模量先增加后减小。经(750~790) ℃×45 min空冷退火处理后的板材可以获得较好的强度和塑性的匹配。

焊后低温热处理对马氏体不锈钢组织和性能的影响

史顺望, 刘波, 穆磊, 姜宏伟, 葛荣凡

2020, 45(12): 136-139. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.027

摘要 ( 86 )

PDF (626KB) ( 26 )

对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢进行了焊后低温热处理工艺试验(240、300 ℃),通过显微组织分析、拉伸及弯曲试验、硬度试验及残余应力测试对不同低温热处理下焊接接头的显微组织、力学性能、硬度和残余应力等进行了研究。结果表明,经低温热处理后,接头焊缝热影响区组织为回火马氏体及碳化物,接头焊缝区的组织为低碳马氏体+块状马氏体+碳化物,接头的抗拉强度变化不大,硬度略有下降,经240 ℃低温热处理后,焊接接头焊缝处的残余应力消除了69.1%。

时效与滚丝工艺顺序对GH738合金螺栓力学性能的影响

裴烈勇, 戴爱丽, 樊开伦, 王运兰, 刘勇德, 刘文成

2020, 45(12): 140-141. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.028

摘要 ( 60 )

PDF (704KB) ( 31 )

针对GH738合金螺栓,研究了时效与滚丝顺序对其力学性能的影响。结果表明,按时效后滚丝工艺顺序制造加工的GH738合金螺栓,其硬度、室温拉伸强度、高温拉伸强度、应力持久寿命、拉拉疲劳寿命均高于按滚丝后时效工艺顺序制造加工的GH738合金螺栓。

TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的组织与性能

杨子安, 相志磊, 陈子勇, 任伟敏, 马小昭

2020, 45(12): 142-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.029

摘要 ( 54 )

PDF (632KB) ( 21 )

采用重熔稀释法制备了Al-7Si-0.5Mg-0.1Er和0.5TiB₂/Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金,研究了TiB₂颗粒增强Al-Si-Mg-Er复合材料的组织性能。结果表明,复合材料铸态组织主要由α-Al基体、共晶Si相和TiB₂颗粒组成。TiB₂粒子的加入使Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金二次枝晶间距减小了7.1 μm。抗拉强度达到217.53 MPa,较Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提升了12.1 %。TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的最优T6热处理工艺为530 ℃×12 h固溶+160 ℃×7 h时效,经该工艺处理后,TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料抗拉强度达到319.49 MPa,相比热处理前提高了46.9%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了5.9%;屈服强度达到266.75 MPa,相比热处理前提高了106.4%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了14.9%。复合材料抗拉强度的提升主要源于TiB₂颗粒加入后产生的晶粒细化、变质和热处理强化。

低成本超高强度钢G31L的过冷奥氏体连续冷却转变

杨鹏, 宁静, 苏杰, 姜庆伟

2020, 45(12): 149-154. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.030

摘要 ( 80 )

PDF (636KB) ( 23 )

利用Formast-FⅡ膨胀仪测定了G31L钢的热膨胀曲线,研究其在不同冷速下的组织演变及硬度变化规律,绘制出G31L钢过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,并分析了实际大型深盲孔锻件的锻后热处理工艺可靠性。结果表明:G31L钢的Ac₁=740 ℃、Ac₃=816 ℃,Ms=315 ℃、Mf=138 ℃。当冷速≤0.028 ℃/s时,获得珠光体、铁素体、贝氏体混合组织;当冷速在0.028~0.84 ℃/s之间,随冷速增大,珠光体-铁素体消失,贝氏体量逐渐降低,直至转变为全马氏体组织;当冷速大于0.84 ℃/s时,获得全马氏体组织。实际生产的大型深盲孔锻件经915 ℃保温6 h后油淬至室温并进行回火处理,锻件实心头部的心部为马氏体和少量贝氏体的混合组织,头部R/2处、头部边部及尾部为全马氏体组织,且锻件的强度和塑性均满足产品质量要求。

激光熔覆Al_0.1CoCrFeNi高熵合金涂层的组织和性能

范佳承, 刘宁, 周慧玲, 张兴华, 牛牧野, 常皓博, 耿逸凡

2020, 45(12): 155-159. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.031

摘要 ( 68 )

PDF (632KB) ( 33 )

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备了Al_0.1CoCrFeNi高熵合金涂层。结果表明,涂层具有单相FCC结构,涂层与基材结合处组织为柱状晶,其他区域为等轴晶;涂层截面显微硬度最高可达560.2 HV0.5,约为基体硬度的2.5倍。涂层表现出明显优于基材的抗热冲击性能。在600 ℃和800 ℃下分别循环50次后涂层均未产生裂纹,但是在1000 ℃高温下循环7次后,基体断裂,而涂层及涂层与基体结合处并没有明显的裂纹。涂层的摩擦因数和磨损率均低于基材,分析表明涂层以氧化磨损为主,而基材的磨损机理为氧化磨损伴随疲劳磨损的混合机制。

新型纳米强化马奥复相钢的应力腐蚀行为

付航, 梁小凯, 孙新军, 黄涛

2020, 45(12): 160-168. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.032

摘要 ( 57 )

PDF (630KB) ( 21 )

采用慢应变速率拉伸以及WOL试样应力腐蚀试验研究一种含有逆转变奥氏体和纳米尺度多种析出相的新型纳米强化马奥复相钢在3.5%NaCl溶液的应力腐蚀行为。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及物理化学相分析观察了马奥复相钢的微观组织并解释了其应力腐蚀机理。结果表明,该马奥复相钢应力腐蚀敏感性较低,裂纹扩展速率较慢,抵抗裂纹能力强,抗应力腐蚀能力优异;Cl^-会促进马奥复相钢应力腐蚀开裂的发生,使得与在空气中的拉伸试验结果相比,在3.5%NaCl溶液中的抗应力腐蚀性能有一定损失;由于具有亚稳态逆转变奥氏体使得马奥复相钢具有好的塑韧性,并且弱化了应力集中,阻碍裂纹扩展;位错群共平面性较差,不容易产生腐蚀的敏感通道;碳化物以及Cu纳米第二相析出在600 ℃高温回火后,在提高了材料强度的同时,也可改善钢对应力腐蚀的敏感性。

Cr12MoV钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层的组织及性能

沈大臣, 叶宏, 汪砚青, 刘越, 李礼, 肖鑫羽, 佘红艳

2020, 45(12): 169-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.033

摘要 ( 68 )

PDF (629KB) ( 170 )

使用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni20Cr和Ni60A多层Ni基合金耐磨涂层,并使用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的物相和显微组织。同时运用显微维氏硬度计以及高速往复摩擦磨损试验机对比分析了涂层与基体的硬度及耐磨性。结果表明,采用Ni20Cr作为打底层的多层Ni基合金涂层,能有效改善涂层与基体的冶金结合,大大减少涂层中的裂纹、气孔等缺陷。涂层表面物相主要为g-(Fe, Ni)、FeNi₃、BNi₃、Cr₃C₂以及Ni-Cr-Fe;涂层底部至表面的组织为胞状树枝晶、柱状树枝晶、择优生长树枝晶以及等轴树枝晶。Ni60A涂层大大提高了Cr12MoV模具钢的表面硬度,涂层表面显微硬度最高可达到1000 HV0.2,是基体的1.6倍。Ni60A涂层耐磨损性能明显优于基体,较基体提高了2.0~3.3倍。在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆多层Ni基合金涂层后,形成了Cr₃C₂、Ni-Cr-Fe等硬质相,可有效提高其表面的硬度和耐磨性,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。

Ni/Al层状复合材料的冷加工硬化及热处理软化规律

崔岩, 孙新军, 彭喜英, 王利成

2020, 45(12): 175-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.034

摘要 ( 60 )

PDF (633KB) ( 23 )

实验室成功叠轧制备Ni/Al复合材料,研究了叠轧道次和热处理对复合材料硬度的影响规律。结果表明:随着叠轧道次的增加,Ni、Al组元及复合材料硬度均有增大。当叠轧道次n≤3时,Ni组元的层状结构使得Al的变形受到材料整体性的抑制作用,导致了复合材料整体硬度出现反常增大现象;当叠轧道次n>3时,Ni颗粒在Al组元中的镶嵌效应使得Al组元变形所受的抑制作用减弱,从而使得复合材料整体硬度随叠轧道次增加速度减慢。建立了叠轧道次n与Ni、Al组元及复合材料整体硬度的关系方程。经250 ℃×50 min热处理,组元间附加应力的减小和再结晶作用导致Ni、Al组元及复合材料整体硬度减小,且由于变形的不均匀使得Ni层颗粒再结晶程度不均匀,导致Ni组元硬度波动变大。

大气等离子喷涂NiCr/Cr₃C₂复合涂层的性能

曹玉霞, 刘进强, 孙景卫, 王志林, 赵文武, 郝斌

2020, 45(12): 179-183. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.035

摘要 ( 54 )

PDF (631KB) ( 18 )

采用化工冶金包覆、固相合金化和喷雾造粒技术制备了NiCr/Cr₃C₂复合粉体,并采用大气等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr₃C₂复合涂层,采用SEM、显微硬度计、万能试验机和马弗炉对粉体和涂层的显微结构、涂层的显微硬度、结合强度和氧化性能进行了分析。结果显示:NiCr/Cr₃C₂涂层呈典型的层状结构,各层间结合良好,结合强度为(27.4±5) MPa,涂层显微硬度约850 HV0.2,为结合层显微硬度的2.7倍,涂层为典型的脆性断裂,断裂的位置发生在涂层的层与层之间。NiCr/Cr₃C₂涂层850 ℃氧化动力学曲线基本符合抛物线氧化规律。在氧化过程中涂层表面生产了氧化膜,且氧化膜会发生脱落,同时涂层内部出现了偏析现象,析出了金属Cr。

X80管线钢焊接热模拟热影响区疲劳裂纹扩展行为的分析及预测

徐鹏飞, 赵作鹏, 程红霞, 肖福仁

2020, 45(12): 184-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.036

摘要 ( 60 )

PDF (631KB) ( 22 )

通过焊接热模拟方法对X80双相管线钢不同焊接热影响区疲劳裂纹扩展行为进行了研究,并分析实际焊接试样与焊接热模拟试样的热影响区疲劳裂纹扩展行为的差异,讨论了焊接热模拟技术应用于疲劳裂纹扩展寿命预测的可行性。结果表明,当裂纹在粗晶热影响区(CGHAZ)和临界热影响区(ICHAZ)上扩展时,由实际焊接试样与焊接热模拟试样热影响区所测得的疲劳裂纹扩展速率曲线(da/dN-DK曲线)存在明显差异,其原因与显微组织变化引起的裂纹扩展阻力大小不同有关。因此,建议采用实际焊接试样完整的热影响区所测得的da/dN-DK曲线来评估疲劳裂纹扩展寿命。

蒸汽管道用P91钢管长时服役后的组织和力学性能

齐全友, 杨旭

2020, 45(12): 189-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.037

摘要 ( 70 )

PDF (629KB) ( 24 )

利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对比研究了服役38 000 h后P91钢管弯管段和直管段的微观组织,测试了其力学性能,并分析了弯管段软化原因。结果表明:相比直管段,弯管段组织中大量铁素体的存在是其强度、硬度大幅下降的主要原因。分析认为弯管段中的铁素体是由于弯管过程中施加的二次变形导致马氏体内能增加,使得回火过程中马氏体再结晶形成。

极限模焊工况下大厚度SA387Gr11CL2钢板的力学性能

李样兵, 柳付芳, 赵国昌, 龙杰, 袁锦程, 吴艳阳

2020, 45(12): 193-196. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.038

摘要 ( 54 )

PDF (630KB) ( 18 )

针对设计院和制造厂提出的越来越严格的模焊工艺要求,结合136 mm厚钢板研究了极限模焊工况对大厚度SA387Gr11CL2钢力学性能的影响。结果表明,在保温温度690 ℃、保温时间24 h、装出炉温度200 ℃、升降温速率30 ℃/h的极严格模焊工艺制度下,钢的全厚度(表面下1.6 mm、板厚1/4处及板厚1/2处)室温拉伸性能尚可,但0 ℃及以下随着冲击温度的降低,相应冲击吸收能量逐渐下降,板厚1/2处-20 ℃冲击吸收能量已经接近标准要求的下限,富余量很小,结合金相和扫描电镜进行组织分析,表明过分加严模焊工艺会引起显微组织中碳化物沿晶界偏聚并长大,使钢板韧性明显变差。

化学成分对GH4169合金组织与力学性能的影响

马军, 申佳林, 李茂明, 梁宇

2020, 45(12): 197-204. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.039

摘要 ( 67 )

PDF (632KB) ( 38 )

针对不同Nb、Al、Ti含量的GH4169合金,对其进行固溶时效热处理,研究微观组织与拉伸性能的变化规律。研究表明,一定的Al/Ti和(Al+Ti)/Nb值下,随Nb含量增加,δ相含量增加,并且具有较好的高温稳定性,高温固溶可有效阻止晶粒的长大,主要通过稳定的δ相来保证合金的细晶强化。当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,时效后γ″、γ'含量有所降低,γ″相形貌由唇状变为圆盘或芝麻粒状,其中Nb元素主要形成δ相。力学性能表明,Al/Ti和(Al+Ti)/Nb值一定时,拉伸强度主要受晶粒尺寸影响,而δ相含量影响较小。但当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,由于强化相γ″和γ'数量与形貌的变化,拉伸力学性能显著降低,其微观硬度也随拉伸强度的降低而降低。

Nb微合金化对准贝氏体耐磨铸钢组织和性能的影响

张芳, 李军平, 彭军, 郑丽丽, 安胜利

2020, 45(12): 205-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.040

摘要 ( 54 )

PDF (510KB) ( 19 )

研究了铌(Nb)微合金化对准贝氏体耐磨铸钢的组织和性能的影响。使用热膨胀测试仪、扫描电镜、拉伸及冲击试验和磨损试验等分析了含铌量不同的低碳(约0.26%)铸钢的组织和力学性能。结果表明,Nb的添加促进了准贝氏体的生长,当Nb含量从0%增加至0.062%时,原始奥氏体晶粒从120.81 μm减小至87.65 μm,平均晶粒尺寸减小27.4%。同时,Nb的添加降低了钢的磨损率,硬度也有所降低,但冲击吸收能量、侧膨胀值、屈服强度、抗拉强度和断面收缩率均有所提高。当Nb含量为0.024%时,磨损率最低为0.104%,耐磨性能最好,且综合力学性能最好,其硬度为420.4 HV0.1,冲击吸收能量为42.6 J,侧膨胀值为67%,屈服强度为826 MPa,抗拉强度为1326 MPa,断面收缩率为7.7%,残留奥氏体含量较高为8.4%。

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

韩福广, 李岩, 赵增武, 定巍

2020, 45(12): 212-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.041

摘要 ( 46 )

PDF (504KB) ( 20 )

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。

淬火工艺及Nb元素对30MnB5钢原奥氏体晶粒度的影响

杨志荣, 闫德胜, 杨怀君

2020, 45(12): 218-221. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.042

摘要 ( 63 )

PDF (504KB) ( 20 )

利用光学显微镜(OM),研究了淬火工艺及Nb元素对30MnB5钢的原奥氏体晶粒度的影响。结果表明:含Nb的30MnB5钢在淬火温度860~920 ℃,保温时间不超过60 min时,原奥氏体晶粒度具有良好的稳定性;当淬火温度达到950 ℃时,保温时间超过30 min后,原奥氏体晶粒尺寸随着保温时间增长逐渐变大;因此,淬火温度低于950 ℃时,Nb元素对30MnB5钢热处理过程中原奥氏体晶粒生长具有抑制作用;当淬火温度达到1000 ℃时,Nb元素仅在30 min以内对原奥氏体晶粒生长有轻微抑制作用,当淬火保温时间超过60 min时,Nb元素完全失去对原奥氏体晶粒生长的抑制作用。

稀土元素Er对Ti-6Al-4V-0.5Si合金组织与性能的影响

刘超, 刘国威, 郭雷明, 杨继刚, 刘克敌, 王招招

2020, 45(12): 222-226. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.043

摘要 ( 50 )

PDF (513KB) ( 18 )

利用粉末冶金工艺制备了Ti-6Al-4V-0.5Si-xEr(wt%)合金,随后采用OM、XRD、TEM和拉伸试验机等分析手段研究了Er元素含量对固溶时效态(950 ℃×30 min(WQ)+480 ℃×4 h(AQ))试验合金显微组织和性能的影响。结果表明:试验合金经固溶时效处理后均为等轴和片状的双态组织。烧结过程中产生的Er₂O₃氧化物颗粒可以作为形核中心促进α相和β相的析出,起到细化晶粒的作用。随着Er元素含量的增加,晶粒尺寸由10~20 μm细化至5~10 μm。当Er元素含量为1.2%时,试验合金的抗拉强度达到峰值,为930.5 MPa,此时伸长率为9.24%,比未添加Er元素时Ti-6Al-4V-0.5Si合金分别提高了22.3%和10.0%。试验合金的拉伸断口形貌显示有韧窝出现,仅有少量的解理台阶,韧窝的存在可以分散材料断裂时产生的应力,使材料断裂前承受更大的变形。

Mg-12Zn-xCa合金T6处理后的组织与硬度

王博

2020, 45(12): 227-230. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.044

摘要 ( 47 )

PDF (513KB) ( 33 )

研究了铸态Mg-12Zn-xCa(x=0、1、2、3)合金T6处理后的组织与硬度。结果表明,铸态Mg-12Zn-xCa合金经T6处理后,组织中α-Mg相由枝晶变为等轴晶且细化,硬度提高。随着Ca含量增加,T6处理Mg-12Zn-xCa合金组织细化,硬度提高,但Ca含量超2%时,组织出现枝晶化,硬度降低。

SA508-3钢端淬试验的数值模拟及验证

徐大成, 卜恒勇, 郑善举, 李萌蘖

2020, 45(12): 231-237. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.045

摘要 ( 62 )

PDF (506KB) ( 25 )

采用数值模拟与端淬试验研究了连续冷却对SA508-3钢组织演变的影响。利用有限元软件ABAQUS的FLIM和UMATHT子程序建立了SA508-3钢端淬过程中温度场和组织场的预测模型,并用所建立模型对其端淬过程进行了模拟。最后利用端淬试验不同位置处的微观组织观察对模拟结果进行了验证,发现在端淬结束后试样中没有珠光体产生,随着离淬火端距离的增加,试样中的微观结构从马氏体(M)到贝氏体(B)和残留奥氏体不断变化,半马氏体区出现在距淬火端9 mm的位置。试验结果和预测结果吻合较好。

基于单神经元PID的真空炉自适应温度控制

凡占稳, 单琼飞, 尹承锟, 杨广文, 王赫, 丛培武

2020, 45(12): 237-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.046

摘要 ( 57 )

PDF (510KB) ( 31 )

根据真空热处理系统的特点,将单神经元PID控制算法应用到真空热处理系统的温度控制上。根据神经网络的非线性逼近能力和自学习自适应的特点,将单神经元网络与PID控制结合实现对真空炉温度的控制,以达到提高真空炉温度控制品质的目的。并通过计算机仿真软件进行仿真试验,仿真结果表明单神经元PID控制系统可以对控制参数自整定,其对温度控制更加稳健,具有更强的抗干扰能力和鲁棒性。经过搭建真空炉温度控制系统试验平台验证后发现,应用单神经元PID控制的真空炉系统的温升过程表现出了良好的稳定性,但是温度控制的响应速度和保温的精度略有下降。要想进一步提高温控品质,需要就单神经元PID控制方法在响应速度和控制精度上做进一步改进。

热处理过程智能信息化生产调度技术

周玉龙, 张振, 周永松, 陈杰, 殷和平, 李杰, 张久林, 林鑫

2020, 45(12): 242-247. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.047

摘要 ( 59 )

PDF (504KB) ( 25 )

热处理是制造业中至关重要的一环,针对热处理企业的多品种变批量生产模式,合理协调车间生产资源、保障产品的质量,提高生产效率、降低生产能耗、提升企业智能化管理水平,是热处理企业亟待解决的难题。基于热处理的实际生产过程,利用物联网信息采集、异构信息数据融合、生产流程信息化管控等技术,结合生产调度遗传算法,构建了一套热处理智能化管控系统平台。通过系统平台,实现了热处理过程的生产实时调度,提高生产效率,提升热处理产品质量一致性的管控能力。

铝合金热处理用大型底卸式加热炉的温度测控

陈波, 熊稚莉, 唐海燕

2020, 45(12): 248-251. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.048

摘要 ( 64 )

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铝合金热处理对温度容差和温度同步性有严格要求,铝合金固溶工艺对回复时间有特殊要求。针对铝合金热处理用8 m长加热炉出现的高低点异常、温度过冲、回复时间不佳以及温度同步性不满足工艺要求等问题,研究了大型底卸式加热炉温度控制和测量方法。结果表明:只有将温度均匀性测量结果反馈于温度控制,选择正确的工艺传感器并布置在恰当的位置,科学地设定比例、积分、微分参数(PID参数)、加热功率,方能使设备满足铝合金热处理严格的温度容差要求和特殊的回复时间要求。

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