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钛合金表面复合涂层制备及重载条件下摩擦性能研究

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钛合金表面复合涂层制备及重载条件下摩擦性能研究

作者：刘继彬中国农业机械化科学研究院

学位级别：硕士

航空装备关键零部件正向着轻量化方向发展,钛合金广泛应用于飞机起落架铰接承力部件,然而其表面易摩擦磨损问题凸显,众多表面改性技术成为研究热点。超音速等离子喷涂技术（SAPS）制备Ni Cr-CrC涂层,显微硬度高,但存在孔隙缺陷。物理气... 详细信息

航空装备关键零部件正向着轻量化方向发展,钛合金广泛应用于飞机起落架铰接承力部件,然而其表面易摩擦磨损问题凸显,众多表面改性技术成为研究热点。超音速等离子喷涂技术（SAPS）制备Ni Cr-CrC涂层,显微硬度高,但存在孔隙缺陷。物理气相沉积技术（PVD）制备Cr-DLC薄膜,微观结构致密,表面摩擦系数低,但当基体为轻质金属时,基材承载能力不足,导致膜层间膨胀系数不匹配,极易导致膜层裂纹萌生甚至分离剥落。本文基于Ni Cr-CrC涂层和Cr-DLC薄膜的优势性能,设计一种以较厚的SAPS金属陶瓷涂层作为底层,以较薄的PVD薄膜作为顶层而组成的复合涂层。优化单层Ni Cr-CrC涂层与Ni Cr-CrC/Cr-DLC复合涂层的组织结构、力学性能、摩擦学性能,并通过研制的重载摩擦磨损试验,揭示复合涂层在重载工况下的摩擦学性能。主要研究内容结论如下:（1）以孔隙率和显微硬度作为涂层质量判定依据,经过制备工艺参数优化,Ni Cr-CrC涂层的显微硬度达到1013.09(HV),孔隙率为1%,表面粗糙度Ra值在7.23μm-7.43μm之间,结合强度值达到66.4±1.9 MPa,残余应力为压应力。摩擦系数维持在0.6-0.7之间,磨损机制主要为磨粒磨损。具有充当SAPS/PVD复合涂层底层的性能。（2）重载摩擦磨损试验机应用施加法向重载实现较大接触应力的面对面滑动摩擦方式,纵向伺服电动缸闭环静态加载50 k N,横向伺服电动缸闭环动态加载±25 k N,控制精度±0.5%,动态试验最大速度80 mm/s、最高频率10 Hz。位移控制、负荷控制可平滑切换,同时具备双闭环协调加载能力。试验环境包含干摩擦、盐雾、高温油浴,可满足滑板初始静摩擦和滑动摩擦等性能测试。（3）Ni Cr-CrC/Cr-DLC复合涂层的显微硬度为1527.7(HV),表面粗糙度Ra平均值可达0.177μm,平均结合强度为55.49±4.92 N。重载工况下的摩擦系数在0.61-0.62之间,对磨销磨痕区域存在大量的片层状磨屑和轻微的犁沟,对磨板磨痕区域主要以犁沟为主,且犁沟两边具有明显的塑性变形痕迹,对磨损机制以磨粒磨损为主。相比于基体,涂层试样试验时,对磨销磨损率分别降低1.64倍和1.84倍,对磨板磨损率分别降低1.81倍和1.53倍,Ni Cr-CrC/Cr-DLC复合涂层在重载工况下的摩擦学性能优良。

关键词：钛合金超音速喷涂物理气相沉积复合涂层重载摩擦

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30t钢包偏心单吹流场的数值模拟

甘肃冶金 2023年第4期45卷 38-41页

作者：刘继彬山东钢铁集团日照有限公司科技质量中心山东日照276800

利用连续性方程、动量方程、Navier-Stokes方程、欧拉方程和k-ε双方程,运用Fluent软件的Simple算法,气液两相区采用欧拉两相流模型进行稳态下的钢包流场计算,得到了不同喷吹量及偏心位置不同时单孔吹气时,钢包内的流场三维分布图。首... 详细信息

利用连续性方程、动量方程、Navier-Stokes方程、欧拉方程和k-ε双方程,运用Fluent软件的Simple算法,气液两相区采用欧拉两相流模型进行稳态下的钢包流场计算,得到了不同喷吹量及偏心位置不同时单孔吹气时,钢包内的流场三维分布图。首先通过偏心单吹死区比例的计算和流场的变化规律,确定最优单吹方案为包底0.55R处、气量为60 NL/min,然后对最优偏心单孔进行不同吹气量的流场数值模拟计算,得出钢包纵截面的流场分布图,分析发现吹气量的增加仅让钢包内钢液流动的速度提高了,但钢液的流动形态并未改变,大约在钢包的4/5高度处形成涡心,涡流运动十分明显。

关键词：底吹氩 30t钢包偏心单吹流场数值模拟

脱硫石膏完全代替天然石膏作水泥缓凝剂的应用

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水泥技术 2010年第5期 91-92页

作者：刘继彬甘肃祁连山水泥集团股份有限公司甘肃兰州市730030

从2008年6月至2010年6月,我公司使用脱硫石膏已近两年,使用效果良好,现将使用经验总结如下。

关键词：脱硫石膏水泥缓凝剂天然石膏应用使用效果

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预分解窑使用高硫煤浅析

水泥技术 2010年第6期 104-105页

作者：刘继彬甘肃祁连山水泥集团股份有限公司甘肃兰州市730030

1前言我国水泥厂使用燃料基本上是煤。高硫煤（特指广义高硫煤,St,d〉2.0%）约占我国煤炭总量的13%,是一种重要的煤炭资源,具有相当大的潜在经济价值,在全国各地区都有分布,西南地区最多,约占53%。我国煤炭资源的分布存在着北富南贫、... 详细信息

1前言我国水泥厂使用燃料基本上是煤。高硫煤（特指广义高硫煤,St,d〉2.0%）约占我国煤炭总量的13%,是一种重要的煤炭资源,具有相当大的潜在经济价值,在全国各地区都有分布,西南地区最多,约占53%。我国煤炭资源的分布存在着北富南贫、西多东少的不均状况,而高硫煤又多分布在煤炭资源较少的南方地区,象浙江、湖北、广西、贵州、四川等省区。高硫煤与低硫煤相比,有很大的价格优势,可大大降低水泥生产企业的燃料成本。

关键词：高硫煤预分解窑煤炭资源潜在经济价值水泥生产企业燃料成本西南地区南方地区

沥青混合料离析防治及路面压实技术研究——以兰州绕城高速公路为例

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科技创新与生产力 2023年第4期44卷 109-112页

作者：刘继彬甘肃省兰州公路应急保障与路网监测中心甘肃兰州730046

针对高速公路的路面离析问题,结合兰州绕城高速公路南绕城路段的施工经验和养护记录,对离析现象的种类和成因进行研究,提出防治沥青混合料离析的措施,研究影响路面压实的相关因素,提升北绕城路段的路面施工质量。研究表明,不同类型的沥... 详细信息

针对高速公路的路面离析问题,结合兰州绕城高速公路南绕城路段的施工经验和养护记录,对离析现象的种类和成因进行研究,提出防治沥青混合料离析的措施,研究影响路面压实的相关因素,提升北绕城路段的路面施工质量。研究表明,不同类型的沥青混合料中,沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)最易压实,但是运营阶段抵抗变形能力较弱;不同级配的沥青混合料,中值级配压实最容易,但上限级配在运营阶段的抵抗变形能力最强;随着改性剂掺量的增加,压实难度逐渐降低,但施工阶段所需要的能量逐渐增大;沥青混合料在145℃时,碾压成型较为容易,压实度较好。综上所述,后续北绕城高速路的施工,推荐采用掺量为3.5%~4.5%的中值级配的AC改性沥青混合料,在145℃时碾压成型。

关键词：沥青路面离析防治路面压实兰州

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近年来济钢炼铁系统的技术进步

烧结球团 2011年第6期36卷 5-8页

作者：潘鹤刘振林杨金福刘继彬华旭军济钢集团有限公司

面对钢铁行业严峻的市场形势,济钢以铁前系统结构优化、降低生铁成本为核心,围绕经济料生产模式开发出了低品质矿烧结及高炉综合冶炼技术。同时,通过优化烧结燃料结构,降低固体燃耗;优化烧结熔剂结构,减少高炉辅料用量;以及生产酸性烧... 详细信息

面对钢铁行业严峻的市场形势,济钢以铁前系统结构优化、降低生铁成本为核心,围绕经济料生产模式开发出了低品质矿烧结及高炉综合冶炼技术。同时,通过优化烧结燃料结构,降低固体燃耗;优化烧结熔剂结构,减少高炉辅料用量;以及生产酸性烧结矿等措施,大大降低了生铁成本,获得了较好的经济效益。

关键词：低品质矿烧结原料结构 MgO含量炉渣粘度生铁成本

5100m^(3)特大型高炉入炉料检验方法研究与应用

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甘肃冶金 2021年第4期43卷 36-39页

作者：刘继彬山东钢铁集团日照有限公司科技质量中心山东日照276800

5100m^(3)高炉属特大型高炉,高炉炉容增加不仅对高炉操作提出更高的挑战,同时也对检验数据的代表性、准确性、及时性提出更高的要求。本项目开发出的新的检验方式、方法,经过1年多的实践操作和验证,保证了5100m^(3)特大型高炉入炉料检... 详细信息

5100m^(3)高炉属特大型高炉,高炉炉容增加不仅对高炉操作提出更高的挑战,同时也对检验数据的代表性、准确性、及时性提出更高的要求。本项目开发出的新的检验方式、方法,经过1年多的实践操作和验证,保证了5100m^(3)特大型高炉入炉料检验需求,节省了检验费用,提高了检验效率,并且具有一定的推广意义。

关键词： 5100m^(3)特大型高炉入炉料检验方法碱金属检测