一、RE Treated Steel and Cast Iron Expanded(论文文献综述)
严德君[1](2019)在《一种汽车盘式制动钳的铸造模具补缩工艺研究》文中指出汽车制动钳是汽车盘式制动系统的核心零件。其作用原理是:当汽车制动时,制动钳缸筒内的活塞受到油管输送来的液压作用,推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动,迫使车轮停止运动。本文主要研究一种汽车盘式制动器球墨铸铁制动钳的模具设计技术,利用Magma铸造仿真软件模拟铁水充型及凝固过程,研究其在铸造过程中形成缩孔、缩松的位置及形成原因,进而优化模具工艺,消除铸造过程中产生的缩松缺陷,提高铸件的质量。首先根据制动钳结构和材质的要求,确定铁水的成分。其次,依据球墨铸铁凝固理论,借助模拟软件分析制动钳的凝固属性,包括热节的大小(模数),数量,位置分布,来指导后续模具浇注、补缩工艺的设计。本文主要研究铸件凝固过程中,通过模具上补缩工艺和其它辅助工艺的设计来干预铁液的凝固顺序和凝固速率,使得整个铸件的凝固过程宏观上趋于顺序凝固状态,保证铸件内部不会出现由于零件本身结构设计原因所产生的孤立热节带来的缩松缺陷。因此尝试了不同的模具设计方案,涉及冷却片,冒口和保温块三个方面参数的不同工艺组合,模拟优选出一种铸件内部发生缩松缺陷倾向最低的方案来制造模具,并通过后续浇注试验对该工艺进行验证。通过本文的研究,得出从模具工艺设计方向消除或减小缩松缺陷的结论为:采用楔形控制压力冒口,且连接冒口浇道的模数要小于冒口颈的模数,使得浇道先于冒口颈凝固,进而提高冒口的补缩效率。同时,依靠设置保温块或调整铸件分型面的方式对局部狭小区域的型砂进行加热,由于型砂的比热较大,过热的砂型可以对铸件内部补缩通道进行保温,延长通道的开放时间,进而延长冒口的补缩距离。
郑福舟[2](2018)在《稀土—镁处理改善GCr15轴承钢夹杂物及液析碳化物规律研究》文中研究说明随着我国钢铁工业的迅速发展,我国钢铁年产量已经稳居世界第一,但是高端钢铁产品的质量与国外发达国家还有一定差距。对于一些高铁、风电、精密机床、盾构机等重型设备所用轴承等零部件,很大程度上还依赖着国外进口。我国轴承钢的产品质量与国外产品差距主要存在于洁净度、碳化物控制以及产品质量的一致性上。因此,进一步提高轴承钢中洁净度、提高碳化物控制水平对轴承钢的产品质量的提升是至关重要的。现有研究已初步发现镁及稀土处理对钢的洁净度、碳化物控制均有很好效果,但是其作用规律,尤其是对钢中碳化物的作用规律仍未有明确说法。因此,开展关于镁及稀土对钢中夹杂物、碳化物影响规律研究,对更好的应用此项技术到实际生产中,提升轴承钢的产品质量具有重要意义。本文通过对GCr15轴承钢中进行添加镁处理及稀土-镁复合处理,研究了其对钢中夹杂物及碳化物的影响规律,在实验条件下得出了以下结论:(1)镁及稀土-镁处理对GCr15轴承钢中夹杂物具有改善作用。镁含量越高,钢中3.559-5μm的小尺寸夹杂占比越多,大尺寸夹杂物占比越少。稀土-镁处理可以在镁处理的基础上,进一步提高小尺寸夹杂占比,10μm以上大尺寸夹杂几乎消失。(2)镁处理对GCr15轴承钢中碳化物影响存在先改善又恶化的趋势,及存在一个最佳范围,使钢中碳化物的数量最少、尺寸最小。在本实验中,镁含量为16ppm时,对钢中碳化物改善效果最佳。当镁含量继续增加时,碳化物数量会继续增加,甚至超过未处理钢,但其碳化物平均尺寸一直优于未处理钢。(3)在稀土-镁复合处理的GCr15轴承钢中,镁含量较低的钢中,加入稀土反而对钢中碳化物起到不利影响,使钢中碳化物数量增多,平均尺寸变大;在镁含量较高的钢中,加入稀土对钢中碳化物起到进一步改善作用。稀土-镁处理的钢中碳化物数量、平均最大尺寸均优于未处理的钢。但是,稀土-镁处理钢与镁处理最佳效果相比,稀土-镁处理的碳化物数量有所增多,平均尺寸也有所变大。(4)镁及稀土元素会在晶界处偏聚,而元素在晶界的扩散较晶内更加容易,所以镁及稀土在晶界的偏聚对元素扩散的影响,阻碍了元素聚集到碳化物周围,可能是抑制碳化物长大的原因。经过扫描电镜发现,碳化物易于附着MnS析出长大,镁及稀土对钢中MnS和MnS-MgS夹杂数量的影响可能是碳化物数量改变的原因。
杨明月,叶小龙,麻先银[3](2017)在《球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述》文中提出比较了球墨铸铁与灰铸铁、碳钢的优缺点,介绍了显微缩松、夹渣、石墨漂浮、开花石墨、球化不良、球化衰退、白口与反白口、片状石墨、碎块状石墨、磷共晶等球墨铸铁金相组织缺陷的特征,分析了化学成分、浇注温度、铸造工艺设计、砂型紧实度、组织遗传、铸件壁厚的大小等因素对这些缺陷形成的影响,并提出了相应的防止措施。最后指出,球墨铸铁的金相组织决定了铸件的性能,根据各种金相组织缺陷形成的原因采取相应的措施,可以提高铸件质量,增强企业的市场竞争力和经济效益。
种晓宇[4](2017)在《抗磨钢铁材料中强化相的微结构计算与性质研究》文中指出强化相(硬质相)作为抗磨钢铁的重要组成部分,对抗磨钢铁的性能至关重要。由于抗磨钢铁中强化相的晶体结构和组成元素复杂、尺寸小,相关的物理化学性质数据很难定量获取,对多元强化相的结构与性质研究属于空白。造成无法针对性的进行强化相的选择与成分控制。因此,本文以目前先进的抗磨钢铁中典型的强化相为研究对象,采用第一性原理计算结合微观结构和性能表征方法,建立强化相模型,研究多元强化相的力学和热学性质。为建立抗磨钢铁中硬质相结构与性质数据库提供部分有价值的数据,从而为硬质相种类与性能的选择和调控提供部分指导,为提高已有抗磨钢铁材料性能、设计新型抗磨钢铁材料奠定基础。本论文的研究内容与结果如下:(1)实验表征了Fe-12Cr-4.5C过共晶高铬铸铁中M7C3型碳化物为六方结构,晶胞参数为a=b=13.842 A,c=4.495 A,α=β=90°,y=120°,原子比Fe:Cr=4.9:2.1。强酸萃取得到的W6高速钢中碳化物以M6C为主,并含有V8C7和M23C6,采用电子探针微区分析得到M6C的化学计量比为Fe2.39W1.14Mo1.57Cr0.54V0.36C1.09;W18中碳化物以M6C为主,化学计量比为Fe3.01W2.33Cr0.38V0.28C1.06。相关数据作为理论计算建模的基础与实验依据。(2)根据强化相的形成演化规律,Fe-C相为钢铁中最原始的强化相。Fe-C相韧性好,力学性质整体上随碳含量升高而提高。θ-Fe3C的各向异性很强,高温下ε-Fe2C体积热膨胀系数最大,达到4.5×10-5/K。(3)B或W掺杂能提高正交结构Cr7C3型多元碳化物的热膨胀系数,达到5×10-5/K。B的掺杂能改善六方结构Cr7C3型多元碳化物的抗氧化性。Mo、W以及W+B共掺可以提高h-Cr7C3型多元碳化物的韧性。Cr3Fe3Mo0.5W0.5C2B同时具有好的力学性能和高热膨胀系数,达到8× 10-5/K,与钢铁基体热膨胀匹配。(4)VC1-x相中有序碳空位浓度低于16.7%时,稳定性加强,但使力学模量退化。VC0.875本征硬度最大,但与VC相比,其高温力学性质差。VC、VC0.875和VC0.750的杨氏模量沿主轴取得最大值。VC0.875的热膨胀系数高温下达到2.8×10-5 K-1。(5)对于三元Fe6-xMxC(M=W/Mo)相,当原子比Fe/(Fe+M)大于50%后,弹性模量急剧下降。Fe2 W4C和Fe3Mo3C的高温力学性质优于Fe2Mo4C和Fe3W3C。Fe2Mo4C和Fe3W3C的热膨胀系数达到0.6×10-5/K。对于四元(Fe,W,Mo)6C相,当原子比16.7%<Fe/(Fe+Mo+W)<50%时,整体化学键合作用强,能够获得较高的弹性模量和熔点。(6)通过实验验证了钨掺杂能提高过共晶高铬铸铁中初生碳化物断裂韧性。纳米压痕测试表明M7C3初生碳化物横截面的杨氏模量和硬度略大于纵截面的杨氏模量和硬度,与计算结果相符。采用NanoBlitz 3D方法,得到W6和W18高速钢的杨氏模量和硬度的二维分布和沿x轴方向的统计值,并与计算值对比,分析了差异的原因。说明本文采用计算方法的合理性,预测的结果有助于强化相调控与新型抗磨钢铁材料设计。
王承[5](2017)在《稀土镧和镁对典型特殊钢洁净度和性能的影响》文中研究表明特殊钢在国民经济和军事工业中占有极其重要的地位,我国特殊钢的生产水平与发达国家相比,还有很大的差距,特别是高品质特殊钢,严重依赖进口。D2模具钢和300M超高强度钢作为典型特殊钢品种,在高端装备制造中发挥着重要的作用,但国产的D2钢和300M钢与国际先进水平相比还具有一定差距,性能和使用寿命较低。采用稀土镧和镁处理是提高特殊钢性能和使用寿命的有效方法之一,本课题首先选取D2钢为研究对象,系统地研究了镁对夹杂物、碳化物和性能的影响,其次选取300M钢作为研究对象,系统地研究了稀土镧和镁对洁净度和力学性能的影响。首先,对镁在D2钢和300M钢中的溶解,以及镁在D2钢中、稀土镧和镁在300M钢中的脱氧脱硫以及夹杂物变性处理过程进行了热力学分析。结果表明,熔炼温度升高,镁在钢中的溶解度降低,合金元素含量影响镁在钢中的溶解,镁在300M钢中的溶解度高于镁在D2钢中的溶解度。另外,稀土镧和镁具有很强的脱氧脱硫能力,且镧的脱硫能力远远优于镁的脱硫能力,较低的熔炼温度和较低的氧含量有利于镧和镁脱硫。微量的镧和镁就能使钢中的A1203变质,但是要足够多的镧和镁才能使钢中的MnS变质,且钢中的氧含量、硫含量及镧含量共同决定了稀土夹杂物的生成顺序和类型。当铝镁复合脱氧且D2钢和300M钢中铝含量相同时,1873 K下对A]203变性处理D2钢所需要的溶解镁更多。对D2钢中夹杂物、碳化物及性能的研究发现,采用镁处理后,D2钢中的氧含量和硫含量显着降低,且生成了大量尺寸更小的含镁夹杂物Mg-Al-O和(Mg-Al-O)+MnS,随着镁含量的增加,夹杂物中的MgO·Al203相向MgO相转化,MgO相具有更小的临界形核半径,易形核且形核率高,夹杂物被细化,且其作为其它夹杂物的形核核心,使得夹杂物的平均尺寸减小。经过镁处理的D2钢铸态下的网状碳化物被打断且被细化,同时锻态下的碳化物被球化,平均尺寸随着镁含量增加而减小。镁在退火态D2钢中的偏聚程度较高,阻碍了碳化物的生长,且镁进入碳化物而引起错配度增大,相界面能降低,同时镁改善了铬在碳化物中的扩散速率,碳化物中铬含量的增加降低了含铬渗碳型碳化物的退火聚集倾向,从而碳化物被细化并被球化。最后,氧、硫含量的降低、夹杂物和碳化物的变质使镁处理D2钢的热塑性显着提高,镁含量为0.0043%时,伸长率提高了14.95%,截面收缩率提高了 18.90%。镁对300M钢洁净度和性能的影响研究发现,钢中的氧含量能被降到很低的水平,硫含量也显着降低。随着钢中镁含量的升高,钢中主要的夹杂物演变路线为:MgO·A1203(0.0014%Mg)、MgO(0.0044%Mg)、MgS(0.0084%Mg),且夹杂物的尺寸减小。镁处理对300M钢强度和塑性的影响不显着,而冲击韧性随着镁含量的增加先增大后减小,含镁细小夹杂物作为硫化物的核心,使得MnS对钢性能无害,且提高了夹杂物与基体抵抗裂纹形成和扩展的能力,改善了钢的冲击韧性,镁含量为0.0044%时冲击韧性最好。含镁300M钢的夹杂物平均间距增大及体积分数减小,且夹杂物为细小的含镁氧化物,断裂韧性有所增加,镁含量为0.0044%时断裂韧性最好,而过量的镁含量使夹杂物体积分数增加,一定程度上降低了钢的断裂韧性。另外,利用自制的低镁含量的含镁合金处理时,反应平稳,且镁的收得率高,有利于控制镁的含量,减少镁的损失,是一种更有效、更可靠的添加镁的方法。稀土镧处理300M钢的研究结果表明,稀土镧能将钢中的氧含量和硫含量分别降到0.0002%和0.0011%,夹杂物数量减少,钢的洁净度提高。添加稀土后,钢中的夹杂物主要为镧的硫氧化物和镧的硫化物,以及含P、As的复合稀土夹杂物,该类夹杂物是在凝固过程中以镧的硫化物、硫氧化物为形核质点且由于P、As等杂质元素偏聚而形成的,低氧含量有利于含P和As夹杂物的形成。稀土镧能够提高300M钢的强度,但幅度不大,且夹杂物变质、晶界净化使300M钢的塑性和冲击韧性在一定镧含量范围内明显改善。适量镧含量处理后,300M钢中MnS夹杂被变质,夹杂物的平均间距增大,钢的断裂韧性提高,镧含量为0.018%时300M钢的断裂韧性最好,但过量的镧含量使夹杂物体积分数急剧增加,从而造成断裂韧性下降。
巨彪[6](2016)在《NM600级超高强耐磨钢组织调控技术研究》文中指出使用更高强度的耐磨钢板可以提高工程机械设备磨损部件的使用寿命,降低设备自重,在节约能源和材料同时也有着积极的经济意义。目前国内可稳定生产的耐磨钢板硬度级别较低,高级别的耐磨钢板产品往往存在韧性不足的问题,长期依赖进口。本文以NM600级超高强耐磨钢板的实验室开发为出发点,充分发挥多种强韧化手段的作用,从成分和工艺两方面调控实验钢的微观组织,最终获得强韧性匹配良好、耐磨性优良的实验钢板。在此过程中的具体研究内容如下:设计碳含量0.4wt.%的中碳合金耐磨钢,对分别添加0、0.030和0.062(wt.%,下同)Nb的三种实验钢进行基础物性参数研究和实验室试制,证明Nb添加可在高温时抑制本文中碳合金钢的奥氏体晶粒长大,在奥氏体区热变形时可抑制再结晶软化。实验室两阶段轧制后进行900℃再加热淬火和200~400℃低温回火(QT),力学性能测试和SEM、TEM分析表明添加0.062%Nb起到细晶强化和析出强化的作用,所得综合性能优于无Nb钢,其中200℃回火处理后的实验钢硬度达到600 HBW以上,力学性能指标达到NM600级超高强耐磨钢板要求。针对含Nb量0.062%的实验钢设计出TMCP-DP短流程钢板试制新工艺,即两阶段控制轧制和随后的水冷-过冷奥氏体水冷-直接碳配分。所得实验钢性能优良,强度2200 MPa以上时还可获得12%的延伸率,硬度620 HBW,-20℃冲击功达到28 J以上。利用OM、SEM、TEM和XRD对处于不同处理状态的实验钢进行显微组织表征发现:与传统QT工艺相比,新工艺所得钢板组织中原始奥氏体细小,马氏体板条最为细密:TMCP过程充分发挥了Nb微合金化细晶强化和析出强化的作用,确保轧后晶粒细小,相变前的水冷过程可防止轧后细化的组织再次长大,水冷后在较低温度空冷时利于位错回复,避免轧后位错过多遗传到最终组织而增加脆性,随后的直接碳配分则充分利用实验钢过冷奥氏体稳定性高的特点,为未转变奥氏体增碳稳定创造条件,从而改善室温组织的韧性。销盘磨损试验结果表明,耐磨性与硬度密切相关,TMCP-DP钢耐磨性仅次于硬度更高的轧后水淬处理的钢。在扫描透射模式下采用EDX-Mapping面扫技术观察到TMCP-DP工艺获得的超高强耐磨钢实验钢中弥散分布的析出物内均匀分布Nb、Ti和Mo元素,三种元素并未出现局部偏聚。TEM下选区衍射花斑和三维原子探针层析术(3D-APT)确认钢中析出物为(Nb,Ti,Mo)C,证明钢中有少量的Mo均匀并入到Nb、Ti的碳化物析出中。3D-APT获得残余奥氏体相的三维形貌,对其成分分析发现其碳含量明显高于与其相邻的马氏体相区,碳富集浓度约是基体平均碳浓度的5-7倍,这是其能稳定存在于室温的保证。一步法Q&P与直接碳配分(DP)的对比研究证明了DP过程碳配分的有效性,1℃/s处理后获得最高残余奥氏体含量,体积分数为9.16%,且对应奥氏体中的碳含量高于其他冷速时。对获得的残余奥氏体含量不同的试样进行冲击磨损试验表明:冲击磨损时磨损机理以磨粒嵌入引发的表面材料直接脆性剥落或疲劳脱落为主;残余奥氏体含量较高的试样磨损失重越大,说明残余奥氏体对耐磨性不利;综合考虑其对实验钢塑韧性的有益贡献,钢中还应适当保持少量的残余奥氏体相。
徐振宇[7](2016)在《球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统研究》文中研究表明球墨铸铁稳定高效的工业生产离不开可靠的炉前质量测控技术。受基础条件限制,我国在球铁生产过程优化控制系统的开发和应用方面与铸造强国之间有较大差距,导致球铁铸件在国民经济及国防事业中的重要作用未能得到充分发挥。为了优化球铁生产工艺、降低生产成本和提高生产质量,本文开展了基于原铁水冶金状态综合评价与控制的球铁球化孕育处理过程动态调控方法研究与试验系统构建工作,主要内容涉及球铁原铁水冶金状态评价与动态调控方法、铁水球化孕育处理动态调控方法、终态铁水动态微调方法和基于上述调控方法的动态调控试验系统。选取灰口铁水TL、TEU、R、TS、OXF、白口铁水TE及S含量七个特征参数建立了原铁水质量灰色关联综合评价模型,并依据关联度γG大小划分为四个等级。通过逐步球化处理实验,建立了包含原铁水质量灰色关联度γG,RE、球化温度及孕育促球影响的球化剂添加量数学模型。提出了利用Si O2-CO脱氧冶金反应沸腾温度TB和热分析共晶特征参数确定最佳过热温度和保温时间的方法,为原铁水的熔炼工艺制定提供了理论指导依据;以脱氧平衡温度Teq为参考点,研究了基于灰白口双冷却曲线的精确调碳调硅方法。得到实验条件下CEL与灰口初晶温度TL以及Si E与白口共晶温度TE的回归方程,其相关系数均大于0.9,C含量值由CEL和Si E反推得出。该方法测试过程稳定、精度较高,可将原铁水的主要化学成分控制在较窄范围内;借助加Al脱氧样杯研究了原铁水氧硫含量及冶金行为的热分析评定方法,结果表明灰口TL半定量地指示铁水中活性氧含量信息,TEU指示脱氧和脱硫产物状态对铁水石墨形核能力的影响。硫的冶金行为与氧不同,球化处理过程中的脱硫速度相对较慢,受工艺因素影响较大;灰口TEU是评价铁水石墨形核能力的最关键参数,随铁水形核能力增强而单调升高。组合指数PN代表铁水石墨形核势能的发挥程度。利用热分析相关特征参数评价方法对球化剂粒度分布、掩盖方式及最佳球化温度进行了优化选择,可使球化处理工艺进一步改善。研究了一热分析-共晶膨胀联合精密检测方法,用于球铁铁水凝固特性分析、球化剂优选和二次补加。并建立了热分析-共晶石墨膨胀双特征参数球化率联合判定模型,确报率达90%以上。从热力学的角度分析了硅铁合金在球化铁水中的脱氧条件,结论与均质说和氧硫化物异质形核说相呼应。通过热分析样杯内孕育的实验方法,建立了孕育剂添加量与凝固特征温度的数理统计模型。利用热分析法对孕育剂粒度分布和最佳孕育处理温度进行了优化选择,并初步研究了球化铁水孕育效果的炉前快速检测方法及孕育剂优选和二次补加方法。研究了球铁铁水最终状态Mg%指数和孕育指数测控方法,进而应用热分析特征参数评价方法优化了球铁铁水的浇注温度。结合实例验证了球铁生产过程球化效果调控、孕育效果调控以及最终铁水状态微调方法的可行性。构建了一个球铁球化孕育处理动态调控试验系统,该试验系统具有快速评价原铁水冶金特性、实时计算球化剂孕育剂加入量、快速评价球化处理和孕育处理效果以及给出球化剂孕育剂二次补加方案的能力。通过实验室模拟实验表明,动态调控试验系统对原铁水冶金状态、球化处理效果和孕育处理效果在线动态调控有效。
任秀华[8](2015)在《机床用钼纤维增强人造花岗石复合材料力学性能研究》文中研究表明近年来,我国在机床结构设计和控制系统开发方面日趋成熟,但机床基础构件大多仍然是由铸铁铸造或钢材焊接结构制成。虽然铸铁或钢的加工工艺成熟、可加工性良好,但生产过程对环境污染比较严重,制备周期较长,不符合绿色制造的发展趋势,并且其阻尼减振性能接近极值,在动态性能及热稳定性方面已不能满足高速、高精密加工技术要求。因此,研究开发阻尼减振性能优良的新型机床构件材料已迫在眉睫。人造花岗石复合材料是以天然花岗石等无机矿物为骨料,以有机树脂作为粘合剂,通过聚合反应固化成型的一种新型聚合物基多相体材料,其突出特点是阻尼减振性好、热膨胀系数小、耐腐蚀,主要用于制造高速和高精密加工机床、激光、电子、医疗等设备的基础构件。但人造花岗石复合材料的力学强度远低于灰铸铁等金属材料,在一定程度上限制了其大量推广和广泛应用。本文以钼纤维作为增强相制备了钼纤维增强人造花岗石复合材料,采用理论分析、实验研究及数值模拟相结合的研究方法,以钼纤维-环氧树脂基体复合材料为研究体系,以提高人造花岗石复合材料抗压、抗弯强度为研究目标,系统研究了复合材料在不同受力状态下的界面应力传递及分布机制,深入分析了基体性能、纤维性能、纤维细观结构特征等对复合材料细观及宏观力学性能的影响,研究开发出性能优良的钼纤维增强人造花岗石复合材料。并以精密雕铣机床床身为例进行有限元模拟,对比研究人造花岗石复合材料床身和铸铁床身的静、动态性能,验证了采用人造花岗石复合材料制造机床基础构件的优越性以及取代铸铁材料的可行性。(1)基于经典剪滞理论建立钼纤维在埋置状态和拉拔状态下的细观力学模型,推导出复合材料在不同受力状态时纤维轴向应力以及界面剪应力的计算公式;探讨钼纤维细观结构参数对材料轴向弹性模量的影响;系统分析了完全粘结状态下纤维埋置长度、纤维体积率和局部脱粘状态下纤维脱粘长度对纤维轴向平均应力和界面剪应力分布规律的影响。结果表明,轴向弹性模量随纤维体积率的增大显着增加;随纤维长径比的增大先迅速增加,然后再缓慢增加至某一定值。拉拔状态下界面剪应力随着纤维埋置长度的增大而减小;纤维轴向平均应力随着纤维体积率的增加而增加,当体积率增大到一定程度时,界面的脱粘破坏发生在纤维的埋置端而不是拔出端。纤维脱粘长度越大,脱粘界面尖端所承受的剪应力越小,界面越容易发生脱粘扩展现象。(2)制备树脂浇注体标准拉伸试样研究环氧树脂固化剂不同质量配比时固化物的力学性能,分析不同的质量配比对钼纤维-基体界面粘结强度、润湿性能以及人造花岗石复合材料力学强度的影响;基于润湿理论建立界面粘结强度与粘附功的关系;实验测试人造花岗石复合材料试样上典型测点在任意载荷作用下的应变值,并通过有限元分析验证实验结果的正确性。随着树脂固化剂配比r的增大,固化物表面自由能先增大后减小,而钼纤维-基体接触角先减小后增大,当r=4时树脂对钼纤维的润湿性能最优。树脂基体的拉伸强度、拉伸强度下应变以及拉伸断裂应力随着配比r的增大先逐渐增大,在r=4时达到最大值;随后逐渐降低,在r=7时达到最小值。钼纤维-基体的界面粘结强度和人造花岗石复合材料的抗压、抗弯强度随着配比r的增大都是先增大后减小,当r=4时力学性能最优。(3)基于不同的纤维表面处理工艺,对比分析表面改性钼纤维结构和性能的变化及差异;系统研究纤维表面粗糙度、纤维表面性能对钼纤维-基体界面粘结强度、界面润湿性能以及人造花岗石复合材料力学强度的影响;建立了界面粘结强度与粘附功的关系方程,二者可用Boltzmann分布函数进行定量表征;通过数值模拟对比分析新、旧钼纤维在强界面和弱界面结合状态下对树脂基体的增强效果。相对于新钼纤维,表面改性后的钼纤维-基体界面粘结强度、纤维表面自由能以及对人造花岗石复合材料的增强效果均有不同程度的提高。其中,经复合处理(酸化+气相氧化+偶联)的钼纤维增强人造花岗石复合材料综合力学性能最优。旧钼纤维与树脂基体的界面粘结强度比新钼纤维平均提高了16.7%。有限元分析结果表明,相同界面结合状态下旧钼纤维抵抗基体变形和承受载荷的能力优于新钼纤维;同样的纤维表面状态下强界面结合时基体性能优于弱界面结合。(4)基于异形钼纤维的受力特点构建其拉拔理论模型,推导出各种字母形异形纤维最大拉拔载荷的通用计算公式;通过单纤维拉拔实验获取纤维外形对钼纤维-树脂基体界面粘结强度的影响规律,根据输出的拉拔载荷-位移曲线对普通直线形纤维与异形纤维的拉拔脱粘过程进行分析和比较;系统研究纤维含量、纤维形状对人造花岗石复合材料力学强度的影响,并通过有限元仿真对比分析异形纤维对树脂基体的增强作用。结果表明,异形钼纤维与树脂基体的界面粘结强度明显高于普通直线形钼纤维,其对人造花岗石复合材料的增强效果优劣排序为:M形>N形>U形>V形。随着纤维含量的增加,钼纤维增强人造花岗石复合材料的抗压和抗弯强度都是先增大后减小,当纤维含量为1.2%时强度达到最大值。有限元分析结果验证了M形纤维抵抗基体变形和承受载荷的能力最优。(5)根据精密雕铣机床的实际工况完成床身设计和受力分析;基于建立的铸铁与人造花岗石复合材料床身有限元模型,分析获得两种材料床身的变形和等效应力分布;基于静力学仿真结果对人造花岗石复合材料床身进行结构改进和优化;通过有限元分析获得对应床身的模态振型、固有频率及幅频响应曲线,并根据动态特性分析结果研究床身避免共振的方法。结果表明,在相同载荷、相同约束条件下,优化后的人造花岗石复合材料床身在X、Y、Z方向的变形以及总变形量都明显低于铸铁床身,具有更好的静态性能。优化后人造花岗石复合材料床身前八阶固有频率比铸铁床身平均提高了约57.5%,其中一阶和二阶振型对精密雕铣机床床身的动态特性影响较大,应有针对性地对床身前端部位进行局部强化。优化后人造花岗石复合材料床身在X、Y、Z三个方向的最大振幅值均远小于铸铁床身,平均降低约89.1%,其动态性能显着优于铸铁材料床身。
冯玉爽[9](2015)在《蠕墨铸铁喂线蠕化处理数值模拟与控制方法》文中提出随着汽车不断向高速、重载以及频繁制动等方向发展,原有材质制动鼓的性能已经不能满足日益增长的需求,开发出同时具有高强度、高耐热疲劳性、高耐磨性和良好导热性等综合性能优良的制动鼓材料成为当务之急。蠕墨铸铁,因其兼有球墨铸铁和灰铸铁的综合优良性能,很快就成为了高速、重载以及频繁制动重卡汽车制动鼓铸件生产的首选材料。针对高质量蠕墨铸铁生产技术难度大的难题,本文提出了一种蠕墨铸铁喂线蠕化-孕育处理的新工艺,用于高质量蠕墨铸铁制动鼓铸件的大批量、稳定而可靠的生产,对于促进高质量蠕墨铸铁制动鼓铸件在高速、重载以及频繁制动汽车领域的应用与发展有着重要的战略意义。本文以合金包芯线线皮作为研究对象,建立了合金包芯线线皮在铁液中的熔化分解物理模型,并运用传热和传质基本理论对合金包芯线线皮在待处理铁液中的熔化分解过程进行了数值模拟研究。分析研究了不同的铁液处理温度、不同的线皮厚度以及不同的合金包芯线线径等对合金包芯线在待处理铁液中的喂给速度的影响;分析研究了不同的合金包芯线喂给速度以及铁液处理温度等对合金包芯线内合金元素收得率的影响;分析研究了不同的喂线处理工艺参数对铸件蠕化率和性能的影响;建立了可用于指导实际工业化批量处理高质量蠕墨铸铁制动鼓铸件的“一步法”喂线蠕化-孕育处理过程数学模型。本文选用线径为10 mm的RE合金包芯线、Mg合金包芯线和硅铁合金包芯线,对待处理铁液依次进行喂线蠕化处理和喂线孕育处理,通过控制铁液中目标残余Mg含量和残余RE含量在适合高质量蠕墨铸铁生成的含量范围,从而实现高质量蠕墨铸铁铸件的研究和开发。“一步法”喂线蠕化-孕育处理工艺,是以RE元素为主导、Mg元素为辅助直接对待处理铁液进行喂线蠕化处理,最后用硅铁孕育合金包芯线对铁液进行喂线孕育处理的处理工艺。长期的实践经验和试验结果表明,喂线蠕化处理后的铁液中残余Mg含量在0.013%~0.017%、残余RE含量在0.019%~0.025%的范围内时,可稳定获得蠕化率在80%以上,且不存在片状石墨的高质量蠕墨铸铁铸件。本文在经典控制理论的基础上,对“一步法”喂线蠕化-孕育处理设备传动电机的无级变频调速控制算法进行最优化处理,设计了喂线处理过程自适应模糊PID控制器,并在Matlab/SimuLink环境下建立喂线处理设备传动电机的仿真模型,分别将传统的PID控制系统和自适应模糊PID控制系统应用于“一步法”喂线蠕化-孕育处理设备传动电机的变频调速中,通过仿真试验,证明了相对于传统的PID控制系统,自适应模糊PID控制系统具有响应速度较快、超调量较低以及系统调节时间短的优点,可以实现“一步法”喂线蠕化-孕育处理过程控制系统比较理想的静态性能和动态性能。最后,应用工业控制计算机、西门子S7-300系列PLC CPU模块及相应的I/O控制模块、FM350-2高速计数器模块、HMI触摸屏等对喂线蠕化-孕育过程控制系统进行PLC程序编程,为“一步法”喂线蠕化-孕育处理过程自适应模糊PID控制算法的实现提供了硬件平台。
王星贺[10](2013)在《ZG70Cr2MnNiSi中碳中合金钢的稀土微合金化及组织性能研究》文中指出为满足大型球磨机衬板对材料的要求,研制了ZG70Cr2MnNiSi钢,它是新型中碳中合金耐磨钢。本文首先测定了该钢的相变点,绘制了该钢的连续冷却转变曲线。在此基础上,选择Sr-Si-Fe和RE-Ca-Ba两种合金,对ZG70Cr2MnNiSi钢进行变质处理。然后对3种成分的铸钢,按照拟定的退火、淬火工艺处理后,选择4组回火工艺进行回火处理。利用XRD、SEM、TEM等手段,表征了试样的组织特征。测试了试验钢的硬度和拉伸性能,测试了试验钢的磨粒磨损性能,分析了回火工艺对ZG70Cr2MnNiSi钢组织与性能的影响,分析了稀土对ZG70Cr2MnNiSi钢微合金化的影响。从而为中碳中合金钢的深入研究和推广应用提供依据。实验结论如下:由于溶入奥氏体的合金元素较多,试验钢的CCT曲线里,珠光体和贝氏体转变区域比较靠右。当冷速小于0.15℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷速达到和超过0.5℃/s时,转变产物为马氏体。试验钢860℃淬火得到板条状马氏体+残余奥氏体+碳化物的金相组织。经860℃×2h空淬+590℃×2h回火,试验钢的组织为回火索氏体,硬度值为44.83HRC,抗拉强度为1285.35MPa,下屈服强度为1188.99MPa,综合机械性能良好,能够适应对强度和韧性都有要求的工况条件。扫描电镜观察表明,铁素体基体上分布有碳化物颗粒。随着回火温度的升高,碳化物尺寸减小,合金碳化物的弥散程度增大。Sr-Si-Fe和RE-Ca-Ba变质处理都起到了较好的作用,其中Sr-Si-Fe的作用更好。经Sr-Si-Fe变质处理后,试验钢的抗拉强度和下屈服强度都提高约50MPa,断面收缩率和断后伸长率亦有不同程度的提高,相对磨损量较变质前减少了10%。XRD分析表明,添加稀土没有改变回火态试样的物相组成,其中碳化物包括M2C、M3C、M7C3。断口形貌分析表明,变质处理提高了试验钢的韧性,断裂机制由准解理转变为韧窝和撕裂棱混合型断裂。经复合变质处理后,ZG70Cr2MnNiSi钢的组织均匀,晶粒细小,强度和韧性都有所提高。这是因为稀土的加入,有利于马氏体形成高密度位错,有利于碳化物在板条马氏体内大量弥散析出,并且板条马氏体之间存在残余奥氏体。
二、RE Treated Steel and Cast Iron Expanded(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、RE Treated Steel and Cast Iron Expanded(论文提纲范文)
(1)一种汽车盘式制动钳的铸造模具补缩工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究概况 |
1.2.1 国外研究及应用现状 |
1.2.2 国内研究及应用现状 |
1.3 存在的问题和本文研究内容 |
2 制动钳DISA线模具设计与制造 |
2.1 DISA造型线介绍 |
2.2 Magma soft铸造模拟介绍 |
2.3 制动钳零件热节/模数模拟分析 |
2.4 零件拔模和分型面选择 |
2.5 球墨铸铁的凝固及缩松产生原理 |
2.5.1 球墨铸铁的凝固特点 |
2.5.2 球铁铸件产生缩松的原因 |
2.5.3 防止铸件产生缩松的基本措施 |
2.6 补缩系统的设计 |
2.6.1 冒口位置的选择 |
2.6.2 冒口模数和形状的选择 |
2.6.3 冒口颈的设计 |
2.6.4 冷却片的应用 |
2.6.5 方案一计算与模拟分析 |
2.6.6 方案二计算与模拟分析 |
2.7 本章小结 |
3 浇注系统的设计与模拟分析 |
3.1 浇注系统介绍 |
3.2 浇注系统类型与特点 |
3.3 浇注系统的计算 |
3.4 浇口杯和浇道形状的选择 |
3.5 浇道设计常用技巧 |
3.6 制动钳模具浇注系统设计 |
3.7 浇注系统充型模拟 |
3.8 本章小结 |
4 制动钳模具浇注试验与改进 |
4.1 模具验收 |
4.2 浇注试验计划制定 |
4.3 模具浇注试验 |
4.4 检测分析 |
4.5 浇注系统优化与验证 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(2)稀土—镁处理改善GCr15轴承钢夹杂物及液析碳化物规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 轴承钢概述 |
1.2.1 国内外轴承钢生产及质量现状 |
1.2.2 轴承钢工作环境 |
1.2.3 轴承钢性能及质量要求 |
1.3 镁处理对钢作用 |
1.3.1 镁元素对钢水洁净度影响 |
1.3.2 镁对钢中夹杂物变性能力 |
1.3.3 镁对钢中碳化物作用 |
1.4 稀土在钢中作用 |
1.4.1 稀土对钢洁净度的作用 |
1.4.2 稀土对钢中碳化物作用 |
1.5 课题背景和研究内容 |
1.5.1 课题研究背景与意义 |
1.5.2 课题研究内容 |
第二章 实验 |
2.1 实验过程 |
2.2 化学成分分析 |
2.3 夹杂物及碳化物检测 |
2.3.1 夹杂物观察分析 |
2.3.2 碳化物的观察分析 |
第三章 镁及稀土-镁对钢中夹杂物影响 |
3.1 镁处理对钢中夹杂物影响研究 |
3.1.1 镁处理钢中夹杂物统计 |
3.1.2 .镁处理试样中夹杂物类型与尺寸关系 |
3.1.3 镁处理钢中典型夹杂物形貌 |
3.1.4 镁对夹杂物改性热力学分析 |
3.1.5 镁对钢中夹杂物的改性规律 |
3.2 稀土-镁处理对钢中夹杂物改性 |
3.2.1 稀土-镁处理钢中夹杂物的统计 |
3.2.2 稀土-镁处理钢中含Re夹杂物形貌 |
3.2.3 稀土-镁处理对夹杂物改性热力学计算 |
3.3 本章小结 |
第四章 镁及稀土-镁处理对钢中液析碳化物影响 |
4.1 金相显微镜下的显微组织观察 |
4.1.1 镁处理钢中碳化物的变化规律 |
4.1.2 稀土-镁处理钢中碳化物的变化规律 |
4.2 钢中碳化物的微观形貌 |
4.3 镁及稀土、镁改善碳化物机理分析 |
4.3.1 镁及稀土-镁处理细化碳化物的理论分析 |
4.3.2 镁及稀土-镁处理对碳化物数量影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
在读期间科研成果 |
致谢 |
(3)球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述(论文提纲范文)
1 显微缩松 |
1.1 特征 |
1.2 形成原因 |
1.2.1 化学成分 |
1.2.2 浇注温度 |
1.2.3 砂型紧实度 |
1.2.4 铸造工艺设计 |
1.3 防止措施 |
1.3.1 控制铁液成分 |
1.3.2 根据具体情况合理选择浇注温度 |
1.3.3 紧实度 |
1.3.4 优化工艺设计 |
2 夹渣 |
2.1 特征 |
2.2 形成原因 |
2.2.1 化学成分 |
2.2.2 浇注温度 |
2.2.3 工艺因素 |
2.2.4 砂型质量 |
2.3 防止措施 |
2.3.1 控制铁液成分 |
2.3.2 控制熔炼工艺 |
2.3.3 设计合理的浇注系统 |
2.3.4 制作质量良好的铸型 |
3 石墨漂浮及开花状石墨 |
3.1 特征 |
3.2 形成原因 |
3.2.1 化学成分 |
3.2.2 球化处理温度与浇注温度 |
3.2.3 铸件壁厚的大小 |
3.2.4 组织遗传 |
3.3 防止措施 |
3.3.1 控制铁液成分 |
3.3.2 改进铸件的结构及工艺条件 |
3.3.3 提高铁液熔炼温度 |
4 球化不良与球化衰退 |
4.1 特征 |
4.2 形成原因 |
4.2.1 化学成分 |
4.2.2 铸件壁厚 |
4.2.3 球化处理温度 |
4.2.4 铁液停留时间过长 |
4.3 防止措施 |
4.3.1 严格控制铁液成分 |
4.3.2 选用恰当的球化处理方法与球化剂加入量 |
4.3.3 提高凝固速度 |
4.3.4 控制处理温度 |
4.3.5 控制铁液停留时间 |
4.3.6 加强孕育处理 |
5 白口与反白口 |
5.1 特征 |
5.2 形成原因 |
5.3 防止措施 |
6 表面片状石墨 |
6.1 特征 |
6.2 形成原因 |
6.3 防止措施 |
7 碎块状石墨 |
7.1 特征 |
7.2 形成原因 |
7.3 防止措施 |
8 磷共晶 |
8.1 特征 |
8.2 形成原因 |
8.3 防止措施 |
9 结束语 |
(4)抗磨钢铁材料中强化相的微结构计算与性质研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 抗磨钢铁材料 |
1.2.1 抗磨钢铁材料分类 |
1.2.2 强化相的种类与作用 |
1.3 抗磨钢铁中强化相的研究现状及问题 |
1.4 计算材料学在抗磨钢铁研究中的应用 |
1.5 研究目的和意义 |
1.6 主要研究内容 |
第二章 实验设计及计算方法 |
2.1 典型抗磨钢铁的制备 |
2.1.1 铸态过共晶高铬铸铁 |
2.1.2 高速钢及其热处理 |
2.1.3 纯强化相的萃取方法 |
2.2 结构表征与性能测试 |
2.2.1 强化相的化学组成与配比 |
2.2.2 强化相的晶体结构表征 |
2.2.3 单晶衍射与结构解析 |
2.2.4 纳米压痕分析力学性质 |
2.2.5 其他分析表征手段 |
2.3 理论计算方法 |
2.3.1 电子结构与成键分析 |
2.3.2 结合能和形成焓 |
2.3.3 力学性质及各向异性 |
2.3.4 准谐近似(QHA) |
2.3.5 准静态近似(QSA) |
2.3.6 热导率及各向异性 |
2.3.7 Bloch-Gruneisen近似 |
2.3.8 相图计算 |
第三章 抗磨钢铁中典型强化相的结构确定 |
3.1 过共晶高铬铸铁中的强化相 |
3.1.1 强化相的组成与形貌 |
3.1.2 强化相晶体结构的实验表征 |
3.2 钨钼系高速钢中的强化相 |
3.2.1 W6高速钢中强化相的晶体结构与化学组成 |
3.2.2 W18高速钢中强化相的晶体结构与化学组成 |
3.3 本章小结 |
第四章 铁碳相的结构与性能优化 |
4.1 计算方法与参数设置 |
4.2 结构特征与晶胞参数 |
4.3 热力学稳定性 |
4.4 电子结构分析 |
4.5 力学性质及各向异性 |
4.6 热学性质分析 |
4.6.1 热膨胀 |
4.6.2 热容 |
4.6.3 热导率 |
4.6.4 电导率 |
4.7 本章小结 |
第五章 合金化对高铬铸铁中M_7C_3相性能的影响 |
5.1 计算方法与参数 |
5.2 正交M_7C_3型碳化物 |
5.2.1 合金化对弹性模量与硬度的影响 |
5.2.2 热膨胀系数的各向异性 |
5.2.3 合金化对高温力学稳定性的影响 |
5.2.4 热导率的各向异性 |
5.2.5 电子结构特征 |
5.3 六方M_7C_3型碳化物 |
5.3.1 晶胞参数与原子构型 |
5.3.2 电子结构分析 |
5.3.3 合金化对各向异性力学性质的影响 |
5.3.4 多元合金化对热学性质的影响 |
5.3.5 Cr含量对六方(Fe,Cr)_7C_3力学各向异性的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 钨钼系高速钢中典型强化相的结构与性能 |
6.1 计算方法与参数 |
6.2 含有序碳空位的V-C二元相 |
6.2.1 晶体结构与稳定性 |
6.2.2 电子结构特征 |
6.2.3 碳空位对力学性质的影响 |
6.2.4 碳空位对热学性质的影响 |
6.2.5 碳空位对电学性质的影响 |
6.3 三元(Fe,M)_6C (M=W/Mo)相的结构与性质 |
6.3.1 晶胞参数与原子构型 |
6.3.2 高温力学性质 |
6.3.3 热膨胀系数 |
6.4 四元(Fe,W,Mo)_6C型固溶体相的结构与性质优化 |
6.4.1 晶体结构与参数 |
6.4.2 化学键布居分析 |
6.4.3 力学性质优化 |
6.5 本章小结 |
第七章 实验验证抗磨钢铁中强化相的性质 |
7.1 钨对过共晶高铬铸铁初生碳化物韧性的影响 |
7.2 过共晶高铬铸铁初生碳化物力学各向异性 |
7.3 纳米压痕研究高速钢中M6C相的力学性质 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 本文创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 其它相关图表 |
附录B 博士期间取得主要学术成果 |
附录C 博士期间参加的学术会议 |
附录D 博士期间获得荣誉与奖励 |
(5)稀土镧和镁对典型特殊钢洁净度和性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景 |
1.2 课题研究的目的及意义 |
1.3 课题研究的内容 |
1.4 课题研究的创新点 |
第2章 文献综述 |
2.1 国内外特殊钢发展概述 |
2.2 典型特殊钢品种介绍 |
2.2.1 D2冷作模具钢 |
2.2.2 300M超高强度钢 |
2.3 非金属夹杂物对特殊钢性能的影响 |
2.3.1 钢中的非金属夹杂物 |
2.3.2 钢中非金属夹杂物的危害 |
2.3.3 钢中非金属夹杂物的控制 |
2.4 镁在钢中的应用 |
2.4.1 镁处理钢的发展 |
2.4.2 镁对钢液的净化作用 |
2.4.3 镁对夹杂物的变质作用 |
2.4.4 镁对钢性能的影响 |
2.5 稀土在钢中的应用 |
2.5.1 稀土处理钢的发展 |
2.5.2 稀土对钢的净化作用 |
2.5.3 稀土对夹杂物的变质作用 |
2.5.4 稀土对钢性能的影响 |
2.6 文献评述 |
第3章 稀土和镁处理钢液的热力学分析 |
3.1 镁在钢中的溶解行为 |
3.1.1 镁在钢中的溶解热力学 |
3.1.2 镁在钢中的溶解动力学 |
3.2 稀土镧和镁的脱氧热力学分析 |
3.3 稀土镧和镁的脱硫热力学分析 |
3.4 稀土和镁变质夹杂物的热力学分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 镁对D2模具钢洁净度和热塑性的影响 |
4.1 试样制备及分析方法 |
4.1.1 电阻炉实验 |
4.1.2 真空感应炉实验 |
4.1.3 锻造工艺 |
4.1.4 分析研究方法 |
4.2 镁对D2钢中氧和硫含量的影响 |
4.3 镁对D2钢中夹杂物影响 |
4.3.1 镁对夹杂物形貌和组成的影响 |
4.3.2 镁对夹杂物尺寸的影响 |
4.4 镁对D2钢中碳化物的影响 |
4.4.1 镁对铸态D2钢中碳化物的影响 |
4.4.2 镁对锻后退火态D2钢中碳化物的影响 |
4.4.3 镁改善D2钢中碳化物的机理 |
4.5 镁对D2钢热塑性的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 镁对300M超高强度钢洁净度和性能的影响 |
5.1 试样制备 |
5.2 镁对300M钢中氧含量和硫含量的影响 |
5.3 镁对300M钢中夹杂物的影响 |
5.3.1 分析方法 |
5.3.2 镁对夹杂物形貌和组成的影响 |
5.3.3 镁对夹杂物尺寸的影响 |
5.4 镁对300M钢性能的影响 |
5.4.1 锻造及热处理工艺 |
5.4.2 实验内容 |
5.4.3 镁对热处理态300M钢拉伸和冲击性能的影响 |
5.4.4 镁对热处理态300M钢断裂韧性的影响 |
5.5 自制含镁合金在钢中的应用 |
5.5.1 含镁合金制备 |
5.5.2 实验过程及分析 |
5.5.3 实验结果及讨论 |
5.6 本章小结 |
第6章 镧对300M超高强度钢洁净度和性能的影响 |
6.1 镧对300M钢中氧和硫含量的影响 |
6.2 镧对300M钢中夹杂物的影响 |
6.2.1 分析方法 |
6.2.2 镧对夹杂物形貌和组成的影响 |
6.2.3 镧对夹杂物尺寸的影响 |
6.3 镧对300M钢力学性能的影响 |
6.3.1 镧对热处理态300M钢拉伸和冲击性能的影响 |
6.3.2 镧对热处理态300M钢断裂韧性的影响 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
作者简介 |
(6)NM600级超高强耐磨钢组织调控技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 耐磨钢的发展 |
2.1.1 从铸铁到耐磨铸钢 |
2.1.2 轧制耐磨钢板国内外发展现状 |
2.2 超高强马氏体耐磨钢组织和性能控制技术 |
2.2.1 超高强耐磨钢的组织特征 |
2.2.2 马氏体耐磨钢的热处理工艺 |
2.2.3 淬火-配分(Q&P)新工艺 |
2.2.4 Nb对马氏体钢组织和性能的影响 |
2.3 耐磨钢的磨损 |
2.3.1 磨损类型 |
2.3.2 微观组织对耐磨性的影响 |
2.3.3 磨损试验研究方法 |
2.4 小结 |
3 研究内容和研究方案 |
3.1 研究内容 |
3.2 技术路线 |
3.3 主要研究方法 |
4 含Nb超高强耐磨钢实验室基础研究 |
4.1 成分设计 |
4.2 相变规律研究 |
4.2.1 平衡相图 |
4.2.2 相变点的实验测定 |
4.2.3 实验钢连续冷却转变曲线 |
4.3 奥氏体晶粒长大倾向性研究 |
4.3.1 实验方法与方案 |
4.3.2 实验结果与分析 |
4.4 实验钢高温热变形行为研究 |
4.4.1 热变形真应力-真应变曲线 |
4.4.2 热压缩过程动态再结晶 |
4.4.3 热变形方程 |
4.5 本章小结 |
5 TMCP-DP新工艺对超高强耐磨钢组织和性能的影响 |
5.1 Nb对超高强耐磨钢组织和力学性能的影响 |
5.1.1 实验钢板试制方法 |
5.1.2 Nb对钢板力学性能的影响 |
5.1.3 实验钢的组织 |
5.2 短流程TMCP-DP工艺设计 |
5.2.1 设计思路 |
5.2.2 工艺过程 |
5.3 TMCP-DP工艺处理后的组织和力学性能优势 |
5.3.1 实验方法 |
5.3.2 力学性能对比 |
5.3.3 微观组织表征 |
5.4 不同工艺实验钢的磨粒磨损特性 |
5.4.1 实验材料与方法 |
5.4.2 销盘磨损失重 |
5.4.3 磨损面形貌 |
5.5 超高强耐磨钢TMCP-DP工艺强韧化机理 |
5.6 本章小结 |
6 NM600超高强耐磨钢组织中的碳化物析出 |
6.1 钢中的过渡金属碳化物 |
6.2 样品准备与分析方法 |
6.3 析出粒子的表征 |
6.3.1 透射电镜观察 |
6.3.2 二维能谱与三维原子探针分析 |
6.4 本章小结 |
7 NM600超高强耐磨钢组织中的残余奥氏体 |
7.1 钢中合金元素分布的三维重构 |
7.2 残余奥氏体的三维形貌 |
7.3 残余奥氏体中的合金元素分布 |
7.4 本章小结 |
8 超高强耐磨钢中的奥氏体调控及其对磨损特性的影响 |
8.1 一步法淬火-配分对残余奥氏体的影响 |
8.1.1 最佳淬火温度的理论计算 |
8.1.2 工艺参数对残余奥氏体含量的影响 |
8.2 DP工艺参数对残余奥氏体的影响 |
8.2.1 热模拟工艺方案 |
8.2.2 DP冷速对残余奥氏体的影响 |
8.3 不同配分工艺的对比 |
8.4 残余奥氏体相对磨损特性的影响 |
8.4.1 磨损试验方法 |
8.4.2 冲击磨损失重与磨损表面形貌 |
8.4.3 冲击磨损后的亚表面 |
8.4.4 耐磨性与残余奥氏体含量的关系 |
8.5 本章小结 |
9 结论与创新点 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(7)球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题意义 |
1.2 球墨铸铁生产过程优化控制的研究现状 |
1.2.1 原铁水的熔炼及冶金特性 |
1.2.2 石墨球化理论 |
1.2.3 铸铁的孕育 |
1.2.4 球墨铸铁的凝固机制 |
1.3 球墨铸铁铸造质量炉前检测技术的研究现状 |
1.3.1 热分析法 |
1.3.2 共晶膨胀率快速检测法 |
1.3.3 表面张力法 |
1.3.4 熔体电阻率检测法 |
1.3.5 氧活度检测法 |
1.4 球墨铸铁炉前调控系统的发展现状 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 球墨铸铁原铁水冶金状态评价及调控方法研究 |
2.1 原铁水的氧化冶金特性分析 |
2.2 原铁水冶金状态评价及调控方法 |
2.2.1 最佳过热温度与保温时间的确定方法 |
2.2.2 精确调碳调硅方法 |
2.2.3 氧硫含量及其冶金行为评价方法 |
2.2.4 共晶石墨形核能力评价方法 |
2.3 原铁水冶金特性质量等级评价模型的构建方法 |
2.3.1 灰色关联理论 |
2.3.2 冶金质量等级灰色关联评价模型的构建 |
2.3.3 冶金质量等级灰色关联模型模拟应用 |
2.4 本章小结 |
第3章 球化处理动态调控方法研究 |
3.1 球化处理工艺动态调控方法 |
3.1.1 球化剂加入量实时计算方法 |
3.1.2 球化剂覆盖方式优化方法 |
3.1.3 球化剂参考粒度优选方法 |
3.1.4 球化处理温度优化方法 |
3.2 球铁铁水凝固特性及球化效果快速评价方法 |
3.2.1 热分析-共晶膨胀联合测试装置及原理 |
3.2.2 球铁冷却和线位移双曲线特性分析 |
3.2.3 石墨膨胀动力学分析 |
3.2.4 球化率判定数学模型 |
3.3 球化剂二次精确补加及种类优选方法 |
3.3.1 球化剂的喂线补加方法 |
3.3.2 球化剂种类优选方法 |
3.4 本章小结 |
第4章 孕育处理动态调控方法研究 |
4.1 硅铁对球化铁水脱氧的热力学分析 |
4.2 孕育处理工艺动态调控方法 |
4.2.1 孕育剂加入量实时计算方法 |
4.2.2 孕育剂参考粒度优选方法 |
4.2.3 孕育处理温度优化方法 |
4.3 孕育效果快速评价方法 |
4.4 孕育剂种类优选及二次补加方法 |
4.5 本章小结 |
第5章 球墨铸铁铁水最终状态微调方法研究 |
5.1 球化孕育效果综合评价方法 |
5.1.1 Mg%指数 |
5.1.2 孕育指数 |
5.2 最佳浇注温度的优选方法 |
5.3 最终铁水状态微调方法模拟应用 |
5.4 本章小结 |
第6章 球墨铸铁球化孕育处理动态调控系统构建 |
6.1 动态调控系统总体构成 |
6.2 系统管理软件设计 |
6.3 测试评价单元设计 |
6.3.1 测试评价单元硬件设备 |
6.3.2 测试评价单元软件设计 |
6.4 调控单元设计 |
6.4.1 调控单元设备选择 |
6.4.2 调控单元软件设计 |
6.5 动态调控系统模拟应用实验 |
6.5.1 原铁水冶金状态动态调控 |
6.5.2 球化处理动态调控 |
6.5.3 孕育处理动态调控 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(8)机床用钼纤维增强人造花岗石复合材料力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 人造花岗石复合材料的特点及研究现状 |
1.2.1 人造花岗石复合材料的特点 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 国内研究现状 |
1.3 钼纤维增强人造花岗石复合材料的组分构成与制备工艺 |
1.3.1 骨料系统 |
1.3.2 树脂系统 |
1.3.3 增强纤维 |
1.3.4 钼纤维增强人造花岗石复合材料的制备工艺 |
1.4 人造花岗石复合材料力学性能表征 |
1.4.1 细观力学性能表征 |
1.4.2 宏观力学性能表征 |
1.5 课题来源、研究意义及主要研究内容 |
1.5.1 课题来源 |
1.5.2 研究意义 |
1.5.3 主要研究内容 |
第2章 人造花岗石复合材料界面应力传递机制 |
2.1 引言 |
2.2 人造花岗石复合材料界面作用机理 |
2.3 埋置状态下的钼纤维-基体应力传递机制 |
2.3.1 理想钼纤维增强基体应力传递和轴向弹性模量预测 |
2.3.2 考虑纤维末端应力的钼纤维增强基体应力传递 |
2.3.3 结果与分析 |
2.4 拉拔状态下的钼纤维-基体应力传递机制 |
2.4.1 钼纤维粘结/脱粘时的应力分布 |
2.4.2 纤维细观结构参数对应力分布的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 基体对人造花岗石复合材料力学性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 界面粘结强度测试方法 |
3.2.1 微脱粘法 |
3.2.2 单纤维拉拔法 |
3.2.3 纤维临界长度断裂法 |
3.3 润湿理论及表征 |
3.3.1 接触角 |
3.3.2 表面自由能与粘附功 |
3.4 实验方法 |
3.4.1 粘附功测试 |
3.4.2 基体单轴拉伸力学性能测试 |
3.4.3 钼纤维-基体界面粘结强度测试 |
3.4.4 钼纤维增强人造花岗石力学强度测试 |
3.4.5 钼纤维增强人造花岗石试样典型测点载荷-应变测试 |
3.5 结果与分析 |
3.5.1 树脂固化剂配比对基体力学性能的影响 |
3.5.2 树脂固化剂配比对润湿性的影响 |
3.5.3 树脂固化剂配比对界面粘结性能的影响 |
3.5.4 钼纤维-基体界面粘结强度与粘附功关系初探 |
3.5.5 树脂固化剂配比对人造花岗石复合材料力学性能影响 |
3.5.6 不同固化剂含量钼纤维增强人造花岗石载荷-应变分析与仿真 |
3.6 本章小结 |
第4章 纤维表面性能对人造花岗石复合材料力学性能影响 |
4.1 引言 |
4.2 表面处理对钼纤维结构和性能的影响 |
4.2.1 酸化处理对钼纤维结构和性能影响 |
4.2.2 气相氧化处理对钼纤维结构和性能影响 |
4.2.3 偶联处理对钼纤维结构和性能影响 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 新、旧钼纤维表面粗糙度的测试 |
4.3.2 粘附功测试 |
4.3.3 单根钼纤维抗拉强度测试 |
4.3.4 钼纤维-基体界面粘结强度测试 |
4.3.5 钼纤维增强人造花岗石复合材料力学强度测试 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 新、旧钼纤维表面形貌AFM分析 |
4.4.2 纤维表面性能对润湿性影响 |
4.4.3 纤维表面性能对拉伸强度影响 |
4.4.4 纤维表面性能对界面粘结性能的影响 |
4.4.5 钼纤维-基体界面粘结强度与粘附功关系分析 |
4.4.6 纤维表面性能对人造花岗石复合材料力学性能影响 |
4.5 新、旧钼纤维增强基体有限元分析 |
4.5.1 有限元模型的建立 |
4.5.2 强界面结合状态下仿真结果及分析 |
4.5.3 弱界面结合状态下仿真结果及分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 纤维形状对人造花岗石复合材料力学性能影响 |
5.1 引言 |
5.2 纤维形状分类 |
5.3 异形钼纤维拉拔理论模型 |
5.3.1 拉拔模型的建立 |
5.3.2 异形钼纤维最大拉拔载荷的计算 |
5.3.3 计算结果与分析 |
5.4 异形钼纤维-基体界面粘结强度实验研究 |
5.4.1 实验材料 |
5.4.2 试样制备及测试 |
5.4.3 实验结果与分析 |
5.5 钼纤维拉拔脱粘过程 |
5.5.1 直线形钼纤维拉拔脱粘过程 |
5.5.2 异形钼纤维拉拔脱粘过程 |
5.6 异形钼纤维增强人造花岗石复合材料力学性能研究 |
5.6.1 异形钼纤维增强人造花岗石复合材料强度测试 |
5.6.2 实验结果与分析 |
5.7 异形钼纤维增强基体有限元分析 |
5.7.1 有限元模型的建立 |
5.7.2 仿真结果及分析 |
5.8 本章小结 |
第6章 人造花岗石精密雕铣机床床身静动态性能分析及优化 |
6.1 引言 |
6.2 精密雕铣机床床身设计 |
6.3 精密雕铣机床床身受力分析 |
6.3.1 工件-工作台-导轨受力分析 |
6.3.2 横梁-立柱受力分析 |
6.3.3 龙门座螺栓组连接受力分析 |
6.4 人造花岗石精密雕铣机床床身静力学分析及结构优化 |
6.4.1 床身有限元模型的建立 |
6.4.2 静力学仿真结果及分析 |
6.4.3 人造花岗石复合材料床身结构优化 |
6.5 人造花岗石精密雕铣机床床身动态性能分析 |
6.5.1 精密雕铣机床床身模态分析 |
6.5.2 精密雕铣机床床身谐响应分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士学位期间的发明专利及获奖情况 |
致谢 |
附录:已发表英文文章 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(9)蠕墨铸铁喂线蠕化处理数值模拟与控制方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 蠕墨铸铁概述 |
1.1.1 蠕墨铸铁的产生与发展 |
1.1.2 蠕墨铸铁的特性 |
1.1.3 蠕墨铸铁的主要处理工艺 |
1.2 喂线蠕化处理工艺简介 |
1.2.1 喂线蠕化-孕育处理工艺概述 |
1.2.2 “一步法”喂线蠕化-孕育处理工艺的理论基础 |
1.2.3 喂线处理工艺在铸铁中的应用与发展 |
1.3 喂线处理工艺的数值模拟研究 |
1.4 本论文选题意义及主要研究内容 |
1.4.1 选题意义 |
1.4.2 主要研究内容 |
第2章 试验材料和方法 |
2.1 试验材料及试验铸件介绍 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验制动鼓铸件介绍 |
2.2 “一步法”喂线蠕化-孕育处理工艺 |
2.3 主要试验设备 |
2.3.1 合金包芯线成型设备 |
2.3.2 喂线蠕化-孕育处理设备 |
2.3.3 喂线蠕化-孕育处理包 |
2.4 试验流程及技术方案 |
2.5 分析方法及仪器 |
2.5.1 铁液化学成分分析 |
2.5.2 光学显微组织分析 |
2.5.3 定量金相分析 |
2.5.4 抗拉强度 |
2.5.5 布氏硬度分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 “一步法”喂线蠕化-孕育处理过程数学模型的建立 |
3.1 数学模型在喂线蠕化-孕育处理过程中的重要作用 |
3.2 数学模型建立的方法 |
3.3 合金包芯线线皮在铁液中熔化分解过程的试验研究 |
3.3.1 试验原理与方法 |
3.3.2 试验结果与分析 |
3.4 喂线蠕化处理和孕育处理过程的理论分析 |
3.5 合金包芯线线皮熔化分解的数值模拟 |
3.5.1 合金包芯线喂入铁液中的传热方程 |
3.5.2 合金包芯线喂入铁液中的传质方程 |
3.6 “一步法”喂线蠕化-孕育处理过程数学模型 |
3.6.1 参考炉次计算合金元素收得率 |
3.6.2 合金包芯线的喂给长度数学模型 |
3.6.3 合金包芯线的喂给速度数学模型 |
3.7 合金包芯线线皮熔解时间的影响因素 |
3.8 本章小结 |
第4章 喂线过程参数对蠕化率和性能的影响 |
4.1 原铁液含硫量对蠕化率的影响 |
4.2 蠕化元素加入量对蠕化率的影响 |
4.3 合金包芯线喂给速度对蠕化率和Mg元素收得率的影响 |
4.4 处理温度对蠕化率和Mg元素收得率的影响 |
4.5 冷却速率对蠕化率和性能的影响 |
4.5.1 蠕墨铸铁制动鼓凝固过程模拟 |
4.5.2 冷却速率对蠕化率及力学性能的影响 |
4.6 蠕化率对铸件硬度的影响 |
4.7 本章小结 |
第5章 喂线蠕化处理过程控制方法及控制系统 |
5.1 喂线蠕化处理过程控制系统分析 |
5.2 喂线蠕化处理过程控制系统的控制理论基础 |
5.2.1 经典PID控制理论 |
5.2.2 模糊控制理论 |
5.2.3 自适应模糊PID控制理论 |
5.3 喂线蠕化处理过程自适应模糊PID控制器的设计 |
5.3.1 喂线蠕化处理过程输入输出变量的模糊化处理 |
5.3.2 喂线蠕化处理过程模糊控制规则的建立 |
5.3.3 喂线蠕化处理过程模糊推理系统的建立 |
5.4 自适应模糊PID控制器的仿真分析 |
5.5 喂线蠕化处理过程控制系统的PLC实现 |
5.5.1 PLC软件流程 |
5.5.2 人机界面 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)ZG70Cr2MnNiSi中碳中合金钢的稀土微合金化及组织性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的目的与意义 |
1.2 国外耐磨钢的研究现状 |
1.3 国内耐磨钢的研究现状 |
1.3.1 国内常见耐磨钢的种类及应用 |
1.3.2 稀土微合金化的研究与应用 |
1.3.3 合金元素对耐磨钢组织与性能的影响 |
1.4 材料的磨损失效及磨料磨损机理 |
1.5 低中合金耐磨钢的组织控制及性能特征 |
1.6 本课题的研究内容 |
第2章 试验材料及方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 热处理设备 |
2.2.2 性能表征设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 试验钢的熔炼工艺 |
2.3.2 ZG70Cr2MnNiSi 钢相变点的测定 |
2.3.3 试验钢的热处理工艺 |
2.3.4 洛氏硬度检测 |
2.3.5 显微硬度检测 |
2.3.6 拉伸性能检测 |
2.3.7 磨料磨损检测 |
2.3.8 X 射线衍射检测 |
2.3.9 金相测试 |
2.3.10 透射电镜电子衍射 |
第3章 ZG70Cr2MnNiSi 钢 CCT 曲线及相变组织的研究 |
3.1 概述 |
3.2 ZG70Cr2MnNiSi 钢的 CCT 曲线及相变组织 |
3.3 本章小结 |
第4章 热处理工艺对 ZG70Cr2MnNiSi 钢组织性能的影响 |
4.1 概述 |
4.2 回火工艺对 ZG70Cr2MnNiSi 钢组织与性能的影响 |
4.2.1 回火工艺对 ZG70Cr2MnNiSi 钢的硬度与拉伸性能的影响 |
4.2.2 ZG70Cr2MnNiSi 钢淬火、回火后的金相组织 |
4.2.3 回火工艺对 ZG70Cr2MnNiSi 钢断口形貌的影响 |
4.2.4 回火工艺对 ZG70Cr2MnNiSi 钢磨料磨损性能的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 变质处理对 ZG70Cr2MnNiSi 钢组织与性能的影响 |
5.1 概述 |
5.2 变质前后 ZG70Cr2MnNiSi 钢的力学性能对比 |
5.3 变质前后 ZG70Cr2MnNiSi 钢的物相衍射分析 |
5.4 变质前后 ZG70Cr2MnNiSi 钢的组织分析 |
5.5 变质前后 ZG70Cr2MnNiSi 钢的断口形貌分析 |
5.6 稀土处理后 ZG70Cr2MnNiSi 钢回火态的微观组织 |
5.7 变质前后 ZG70Cr2MnNiSi 钢的耐磨性能与磨面分析 |
5.8 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、RE Treated Steel and Cast Iron Expanded(论文参考文献)
- [1]一种汽车盘式制动钳的铸造模具补缩工艺研究[D]. 严德君. 大连理工大学, 2019(08)
- [2]稀土—镁处理改善GCr15轴承钢夹杂物及液析碳化物规律研究[D]. 郑福舟. 安徽工业大学, 2018(01)
- [3]球墨铸铁金相组织缺陷原因及防止方法概述[J]. 杨明月,叶小龙,麻先银. 现代铸铁, 2017(03)
- [4]抗磨钢铁材料中强化相的微结构计算与性质研究[D]. 种晓宇. 昆明理工大学, 2017(05)
- [5]稀土镧和镁对典型特殊钢洁净度和性能的影响[D]. 王承. 东北大学, 2017(06)
- [6]NM600级超高强耐磨钢组织调控技术研究[D]. 巨彪. 北京科技大学, 2016(08)
- [7]球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统研究[D]. 徐振宇. 哈尔滨理工大学, 2016(01)
- [8]机床用钼纤维增强人造花岗石复合材料力学性能研究[D]. 任秀华. 山东大学, 2015(04)
- [9]蠕墨铸铁喂线蠕化处理数值模拟与控制方法[D]. 冯玉爽. 哈尔滨理工大学, 2015(05)
- [10]ZG70Cr2MnNiSi中碳中合金钢的稀土微合金化及组织性能研究[D]. 王星贺. 河南科技大学, 2013(06)