朱玉英
,
李强
,
何云华
,
王葛
,
王旭
,
高颖
,
高静娜
材料导报
深过冷是获得特殊性能亚稳材料的一种非常重要的手段,采用无容器凝固技术可以在较低的冷却速度下实现并保持较长时间熔体的深过冷,使过冷熔体热物理性质参数的测量成为可能.介绍了电磁悬浮、助熔剂处理等几种常用的无容器凝固技术,阐述了它们在测量过冷熔体比热容等热物理性质方面的应用,同时综述了过冷状态下熔体比热容等热物理性质的研究现状,并展望了今后的发展趋势.
关键词:
无容器凝固
,
过冷
,
熔体
,
热物理参数
王葛
,
王东冉
,
刘利刚
,
郭靖
,
孙艳亮
,
杨庆祥
,
李强
材料热处理学报
为了分析Cr8钢再结晶过程中加热温度和保温时间对奥氏体晶粒长大尺寸的影响,给出Cr8钢再结晶过程中奥氏体晶粒的长大规律,对Cr8钢试样在不同加热温度和不同保温时间下进行了水淬处理,并对实验结果数据进行了数据处理和线性拟合.结果表明,Cr8钢奥氏体晶粒长大尺寸随着加热温度的提高和保温时间的延长而不断增大;其晶粒长大过程可分为抑制长大阶段和自由长大阶段;在抑制长大阶段,其奥氏体晶粒尺寸与加热温度近似呈指数关系;在整个长大过程中,奥氏体晶粒尺寸与保温时间近似呈幂函数关系.利用Sellar公式对实验数据进行非线性回归分析,得到了Cr8钢奥氏体晶粒长大的数学模型.
关键词:
Cr8钢
,
再结晶
,
奥氏体
,
晶粒长大
,
数学模型
王葛
,
王莉莉
,
高静娜
,
朱国善
,
杜雄飞
,
李强
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140323
采用有限元数值模拟技术，建立了30CrMo钢大直径厚壁压力气瓶在淬火过程中内部温度场、组织相变场和应力应变场相互耦合的数学模型，给出了气瓶在槽内浸水与内表面径向间歇喷雾外表面连续喷水2种淬火工艺下的温度、组织及应力的分布与演化规律。数值模拟研究结果表明，在槽内浸水淬火冷却过程中，气瓶瓶体内外表面温度差异较大，存在较大温度梯度，气瓶在淬火过程中的应力峰值较大，容易引起气瓶发生较大变形，且瓶体不能完全淬透，马氏体转变量较少；气瓶内表面径向间歇喷雾外表面连续喷水淬火工艺可使气瓶的内外表面冷却强度更加合理，进而降低其内外表面的温度梯度，减小其淬火应力峰值，消除其淬火变形，改善其组织分布，从而保证瓶体组织和硬度的均匀性。
关键词:
数值模拟
,
淬火
,
30CrMo钢
,
压力气瓶
王葛
,
陈建坤
,
商松
,
刘利刚
,
杨庆祥
,
李强
材料热处理学报
采用有限元数值模拟技术,建立了Cr5锻钢支承辊在最终热处理过程中的三维传热温度场、组织相变场和应力应变场相互耦合的数学模型,给出了Cr5锻钢支承辊在其最终热处理过程中的温度、组织和应力的分布与演化过程,分析了换热系数和回火保温温度等工艺参数对支承辊内部温度、组织和应力的影响.结果表明,在喷雾淬火过程中支承辊产生裂纹或开裂的可能性较小,但喷雾淬火结束后支承辊表层和心部温差较大,应进行回火处理;支承辊进入回火炉初期,其心部应力状态迅速由压应力转变为拉应力并急剧增大到峰值,心部的轴向拉应力可接近其对应节点温度下的抗拉强度,容易产生横向裂纹或开裂;提高回火保温温度能够有效降低心部拉应力,从而降低其发生淬火裂纹或开裂的几率.
关键词:
Cr5钢
,
支承辊
,
最终热处理
,
数值模拟
王葛
,
朱国善
,
高静娜
,
王莉莉
,
杜雄飞
,
李强
材料热处理学报
对4130X钢大直径厚壁压力气瓶采用内外表面喷水淬火冷却工艺方案,并借助计算流体力学软件Fluent,对气瓶在喷水淬火冷却过程中内腔流场和瓶身温度场进行耦合计算;通过设计正交试验,分析了喷孔直径、轴向间距、周向排布和入口流速4个影响因素对气瓶内壁淬火冷却均匀性和气瓶内腔压强分布的影响,给出了这4个影响因素对正交试验指标影响的主次顺序,并确定了这4个影响因素的优组合;依据这四个影响因素的优组合,建立了气瓶的数值模拟计算模型,分析了气瓶在喷水淬火冷却过程中内表面换热特性、内腔气雾流动特性和内腔压强分布特性.该淬火工艺方案能保证气瓶淬透,并改善淬火质量,研究结果能够用来指导4130X钢大直径厚壁压力气瓶的淬火工艺制定.
关键词:
压力气瓶
,
淬火
,
数值模拟
,
喷水冷却
,
射流沸腾
陈乃录
,
李强
,
廖波
,
王葛
,
潘健生
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2002.02.009
为了研究淬火槽中流速场的分布状态,提高流体均匀性,采用超声波多普勒流速测定仪对螺旋桨搅拌状态下的介质流速进行了测量,用有限元法对流速场进行了模拟,并根据模拟结果对均流片的设置进行了改进.结果表明,试验选用的超声波多普勒流速测定仪及其测量方法适合于测量工业淬火槽的介质流速;流速场的模拟可以用于指导淬火槽流速场均匀性的设计.
关键词:
淬火槽
,
流速测量
,
流速场模拟
王葛
,
鲍金锋
,
王兴华
,
陈玉鹤
,
周富伟
,
李强
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.417
研究了过渡金属元素(Zr,Nb,Mo)和Cu元素对Fe78Si9B13合金系非晶形成能力、热稳定性和磁性的影响;在Fe74Cu1Nb3Si13B9合金的基础上,通过逐步提高Fe含量,利用单辊甩带法制备Fe(76+x)Cu1Nb3Si(11-x)B9(X=0,2,4)和Fe(791-x)Cu1Nb2Si(6-x)B12(X=0,2,4)非晶/纳米晶合金薄带;利用XRD、DSC、TEM和VSM研究了高Fe含量Fe-Cu-Nb-Si-B系非晶/纳米晶合金的微观结构和磁性,并通过添加Nb元素优化了高Fe含量合金的磁性.研究结果表明:Zr和Nb元素的添加能明显提高Fe78Si9B13合金的非晶形成能力和热稳定性;高Fe含量的Fe-Cu-Nb-Si-B系纳米晶合金为典型的非晶/纳米晶双相结构,合金的饱和磁化强度Ms＞180 emu/g,且合金的矫顽力Hc在20e-9Oe之间,具有良好的软磁性能;Nb元素能显著细化Fe-Cu-Nb-Si-B系合金晶粒尺寸,从而能显著降低合金的矫顽力,改善合金的软磁性能;当Fe含量在80％-83％(原子百分比,下同)之间时,合金具有良好的软磁性能,但当Fe含量达到85％时,会有Fe2B、Fe3B相析出,从而显著恶化其软磁性能.
关键词:
金属材料
,
非晶/纳米晶合金
,
非晶形成能力
,
饱和磁化强度
,
矫顽力
王葛
,
刘洋
,
陈威宇
,
韩大阔
,
李磊
,
李强
材料热处理学报
为了提高大型Cr5锻钢支承辊的综合力学性能,论文基于数值模拟技术,并采用田口方法,以某大型Cr5锻钢支承辊喷雾淬火后辊身表面与中心温差、淬硬层深度以及轴向残余拉应力为性能指标,以淬火温度、淬火方式、冷却时间和介质温度为控制因子,以工件的转移时间、环境温度和淬火温度测量误差为噪声因子,对该大型Cr5锻钢支承辊的喷雾淬火工艺进行了优化.通过方差分析得到了影响各性能指标的显著因素,并经综合分析给出了其最佳喷雾淬火工艺.结果表明,优化后的喷雾淬火工艺能有效降低支承辊辊身中截面的温度梯度,提高支承辊的淬硬层深度,并显著降低支承辊的淬火残余拉应力.
关键词:
田口方法
,
Cr5钢
,
支承辊
,
淬火
,
数值模拟
王葛
,
杜雄飞
,
高静娜
,
崔明倜
,
李强
材料热处理学报
为了提高大直径厚壁压力气瓶30CrMo钢的综合力学性能,对其最终热处理过程设计了3种内外表面同步间歇喷雾淬火工艺,即淬火-回火(Q-T)工艺、淬火-碳分配(Q-P)工艺和淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺.并利用数值模拟、物理模拟和相关实验对大直径厚壁压力气瓶的3种最终热处理工艺进行研究,分别给出了气瓶在传统Q-T工艺与新型Q-P(-T)工艺下其内部特征节点的温度、组织及应力的演化规律.研究结果表明,经Q-P-T工艺处理后的大直径厚壁压力气瓶不仅可以降低其瓶身的内外温差和残余应力,而且可以显著改善其内部组织均匀性,提高其残留奥氏体含量,从而改善其瓶身塑性与韧性,提高其综合力学性能.
关键词:
压力气瓶
,
热处理
,
Q-P工艺
,
Q-P(-T)工艺
王葛
,
刘智超
,
常旭东
,
韩大阔
,
李强
材料热处理学报
为了进一步提高Cr8钢轧辊的服役性能,利用数值模拟技术与实验对Cr8钢轧辊的最终热处理工艺进行了研究.首先利用实验测试了Cr8钢的材料性能参数;接着利用数值模拟技术分析了Cr8钢轧辊在其差温加热过程、喷雾淬火冷却过程及其回火过程中辊身内部特征节点温度、组织与应力的演化过程,并采用物理模拟技术验证了Cr8钢轧辊在连续喷雾淬火工艺下两个特征节点处的马氏体组织,从而验证了采用数值模拟技术研究Cr8钢轧辊最终热处理工艺的可行性;最后重点分析了连续喷雾淬火工艺与间歇喷雾淬火工艺对Cr8钢轧辊辊身内部特征节点温度、组织及应力演化过程的影响.结果表明,采用间歇喷雾淬火和低温回火工艺不仅可保证Cr8钢轧辊的淬硬层深度,而且可显著降低其心部所产生的拉应力,从而可保证其最终热处理过程安全.
关键词:
Cr8钢轧辊
,
最终热处理
,
喷雾淬火
,
数值模拟
