张莹
,
张义文
,
宋璞生
,
张凤戈
,
陶宇
,
陈希春
,
杨仕仲
钢铁研究学报
介绍了用等离子旋转电极法(PREP)制造的镍基高温合金粉末中的夹杂物及其对热等静压(HIP)和[热等静压+锻造(F)]成形件组织和性能的影响.通过掺夹杂物试验结果,系统阐述了尺寸为50～500 μm的不同类型夹杂物在HIP和(HIP+F)态的形貌及其对粉末高温合金低周疲劳寿命的影响,并提出了去除和控制夹杂物的有效措施.
关键词:
粉末冶金
,
高温合金
,
夹杂物
,
低周疲劳寿命
付锐
,
秦英
,
陈希春
,
冯涤
钢铁研究学报
通过热力学计算及试验分析,系统研究了不同含量的Ti对Si-Mn脱氧FeNi42合金中夹杂物数量、组成、形貌和尺寸分布的影响,利用扫描电镜和图像分析仪对试样中的夹杂物进行了检测.结果表明,当合金中钛含量较低时,夹杂物的中心部分是析出温度较高的Al-Ti-Mn复合氧化物,向外依次是锰硅酸盐和少量的MnS.随着钛含量的增加,夹杂物中钛含量逐渐增多,而Mn、Si等元素的含量逐渐减小.Ti的加入使合金中夹杂物的数量增多,尺寸减小,且呈均匀弥散分布.
关键词:
非金属夹杂物
,
尺寸分布
,
形核
陈希春
,
王飞
,
史成斌
,
任昊
,
郭汉杰
材料与冶金学报
镍基高温合金中硫极易在合金晶界和表面处偏聚,导致合金的高温持久寿命和使用稳定性下降.为进一步降低镍基高温合金中的硫含量,分别采用3种电渣重熔工艺对GH4169进行脱硫实验研究.结果表明,大气下重熔的脱硫效果明显,硫含量(质量分数)由18×10-6降低到6×10-6,渣中的硫含量无变化；氩气氛保护重熔不能提高脱硫效果,初始硫含量降至7×10-6逐渐增至9×10-6,渣中硫含量增加明显；氩气氛保护重熔过程中,向渣中加金属钙能够改善脱硫效果,合金中硫含量随钙含量的增加而减少,最低降至3×10-6,合金中实测的w[Ca]-w[S]关系与热力学计算结果基本一致.
关键词:
镍基高温合金
,
脱硫
,
电渣重熔
梁强
,
陈希春
,
任昊
,
王飞
,
郭汉杰
航空材料学报
doi:10.3969/i.issn.1005-5053.2012.3.005
本文借助模拟软件MeltFlow,模拟了GH4169合金电渣重熔凝固过程参数的变化,分析了电流变化对凝固过程参数的影响.模拟结果表明:凝固过程参数随电流的增大逐渐减小,且电流为4kA后基本不产生变化;凝固过程参数沿重熔锭中心至边缘随冷却速率增大逐渐减小;局部凝固时间、二次枝晶间距、Rayleigh数变化趋势一致,在判断凝固组织优劣方面是等同的;且电流增大到一定程度后,凝固过程参数与电流无关;计算模拟结果与实验结果吻合良好,能够预测不同工艺条件下缺陷的产生及程度,能够设计和优化现有的工艺并改进钢锭质量.
关键词:
电渣重熔
,
数值模拟
,
局部凝固时间
,
二次枝晶间距
付锐
,
陈希春
,
任昊
,
冯涤
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.3.002
自行设计开发了适合工业化生产高纯净,低偏析,无宏观缺陷铸锭的电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)的设备和工艺,利用该技术成功制备了直径为φ150mm的René88DT合金定向凝周铸锭.采用XRD测试了定向凝固柱状晶的生长取向,结果表明,ESR-CDS René88DT铸锭柱状晶择优生长方向为<100>系晶向;ERS-CDS铸锭与传统ESR铸锭相比,枝晶组织生长方向保持一致,二次枝晶臂均匀细小,元素偏析程度低,且晶间一次析出相呈颗粒状,尺寸细小;等温热压缩实验结果表明,ESR-CDS René88DT合金热压缩试样在1100℃,0.0-50.1s-1应变速率下可达到70%以上压缩变形量并获得均匀细小的动态再结晶组织;ESR-CDS René88DT合金铸锭经等温锻造制备出了φ170mm×73mm的饼坯件,锻压变形量超过70%,饼坯件除上下两端的变形死区外均发生了动态再结晶,晶粒尺寸约50μm.
关键词:
电渣重熔连续定向凝固
,
热变形
,
动态再结晶
陈希春
,
史成斌
,
王飞
,
任昊
,
郭汉杰
材料与冶金学报
进一步提高电渣重熔过程钢的洁净度是提高最终钢材综合机械性能的关键环节之一.本文探讨了洁净钢电渣重熔过程的几个重要方面.降低钢中总氧和硫含量,减少钢中非金属夹杂物是洁净钢生产的重要任务.本文还介绍和讨论了电渣冶炼洁净钢过程中氧、硫和夹杂物控制的相关理论及最新研究结果.
关键词:
电渣重熔
,
氧
,
硫
,
夹杂物
,
洁净钢
王飞
,
陈希春
,
史成斌
,
郭汉杰
材料与冶金学报
采用3000 kg级氩气氛保护电渣炉分别对H13钢(w[O] =45×10-6)进行气氛保护重熔和气氛保护加金属铝重熔.实验结果表明,不加金属铝的情况下,重熔钢中氧含量(质量分数)可降至18×10-6；加铝后重熔钢中氧含量可降至10×10-6；钢中各粒度级非金属夹杂物的数量随钢中氧含量的减少而减少,而重熔过程能够有效去除钢中大尺寸(＞15 μm)非金属夹杂物；不加金属铝重熔的钢中氧化物夹杂主要成分为SiO2-Al2O3,与原电极中氧化物夹杂相似,加金属铝重熔的钢中氧化物夹杂主要成分为Al2O3；最后对重熔前后钢中氧化物夹杂的变化进行了热力学分析.
关键词:
氩气氛保护电渣重熔
,
Al-O平衡
,
非金属夹杂物
,
H13热作模具钢
梁强
,
陈希春
,
付锐
,
任昊
,
郭汉杰
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.z1.021
介绍了电渣重熔过程模拟软件MeltFlow - ESR的理论基础及其应用,并与其他数值模拟进行了比较.分析结果表明:该软件理论基础完整,模拟结果与实验结果吻合良好,能够预测不同工艺条件下缺陷的产生及程度,能够设计和优化现有的工艺并改进钢锭质量.
关键词:
电渣重熔过程
,
数值模拟
,
理论基础
,
控制方程
,
软件
孙晓林
,
郭汉杰
,
陈希春
,
宁安刚
,
杜广巍
,
史成斌
钢铁
H13热作模具钢在电渣重熔过程中会在凝固末端形成粗大的碳化物及氮化物,由于生成温度高,热稳定性好,会保留到最终热处理状态,对钢材的性能产生严重影响.应用偏析模型计算并说明了凝固过程生成粗大的共晶碳化物和氮化物的可能,当固相率达到0.82时由残余液相生成TiN,随着温度进一步下降在接近凝固终点时生成VC0.88,由于碳化物中固溶了其他合金元素,认为生成的VC0.88的活度不为1,试验检测的碳化物合金元素含量与理论假设基本吻合.对粗大的碳氮化物的特点及细化减少碳化物进行简单讨论.
关键词:
13热作模具钢
,
一次碳化物
,
偏析
,
电渣重熔
陈希春
,
董超群
,
朱宝辉
,
陈林
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.05.028
QBe2.0合金是用量最大的航空航天铍铜合金,分别采用真空感应熔炼(Vacuum Induction Melting,VIM)+半连续铸造(Semicontinuous casting)和真空感应熔炼(VIM)+气氛保护电渣重熔(Protected Electro Slag Remelting,P-ESR)两种不同工艺生产QBe2.0合金,通过超声探伤和断口检测分别对两种工艺生产的铸锭和后续锻造棒材的冶金材料质量进行对比实验研究.结果表明,与常规工艺相比,气氛保护电渣重熔过程具有熔池过热度低,熔池浅,过程一致性好和高度方向组织均匀等优点,生产的QBe2.0合金铸锭中易氧化元素Be没有明显的烧损,氧含量[O]由常规的0.01233％(质量分数)降低到了0.00238％,金相组织得到了明显改善,组织更均匀更加细小,尤其是锻造棒材中的β相较少,且呈点状分布,锻造加工后探伤和断口检测结果都达到了标准要求,从根本上解决了长期以来国内采用半连续铸造方法制备棒材在断口和探伤方面难于达到质量要求的问题.
关键词:
铍铜合金
,
气氛保护电渣重熔
,
冶金质量
