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模拟实际工况条件下高锰钢加工硬化规律及机制的研究

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模拟实际工况条件下高锰钢加工硬化规律及机制的研究

作者：李小蕴合肥工业大学

学位级别：硕士

大量国内外文献表明,在高锰钢加工硬化规律及机理研究中,一般采用小能量多次冲击和静载荷拉伸压缩的方法来获得加工硬化。但是小能量多次冲击和静载荷拉伸压缩的方法毕竟与实际的工况条件不同,未必能反映在实际工况条件下高锰钢的加工... 详细信息

大量国内外文献表明,在高锰钢加工硬化规律及机理研究中,一般采用小能量多次冲击和静载荷拉伸压缩的方法来获得加工硬化。但是小能量多次冲击和静载荷拉伸压缩的方法毕竟与实际的工况条件不同,未必能反映在实际工况条件下高锰钢的加工硬化规律及机制。针对这一现状,本文主要研究了在模拟实际工况条件下,冲击功、碳锰的含量、变质处理及热处理工艺对加工硬化规律及机制的影响。本文根据对球磨机及锤式破碎机两类最典型应用高锰钢的不同机型实际工况的分析,选择50、 80、 100和200J/cm2四种不同的‘相对冲击功’,采用自行设计、制造的冲击落锤试验装置,探索了在模拟实际工况的条件下各因素对加工硬化的影响规律。结果表明,高锰钢的加工硬化能力和所加冲击功关系密切,对于给定成分的高锰钢,存在一定的临界‘相对冲击功’,只有相对冲击功高于临界值时才能达到最佳的加工硬化效果;锰量的降低、碳量的升高有利于加工硬化能力的提高;稀土变质处理可以提高加工硬化速率,但不能改变最终的硬化效果;合适的沉淀强化处理可以在一定范围内提高高锰钢的加工硬化能力。采用光学金相和透射电镜分析、研究高锰钢加工硬化后的组织变化规律。结果表明,在不同硬化条件下高锰钢中的硬化组织不同,其加工硬化的机制也不相同。对于本文涉及的高锰钢试件,在‘相对冲击功’为50J/cm2的情况下,高锰钢的组织主要由大量的位错和层错及少量的孪晶组成,加工硬化机制主要为位错滑移机制;在冲击功高于100J/cm2的情况下,其组织主要由位错和孪晶组成,加工硬化以孪生硬化机制为主。由于普通高锰钢在中、低应力下往往难以达到最佳加工硬化效果,常常需采取合金化或改性处理。因此本文探讨了SG变质剂对于含有较多碳化物形成元素的高锰钢铸态及热处理状态下的组织影响规律。研究结果表明,SG变质处理有效抑制柱状枝晶的生长,降低铸态组织中珠光体数量,细化了组织,并在一定程度上缩短高锰钢水韧处理的保温时间或降低水韧处理的温度。

关键词：高锰钢相对冲击功加工硬化组织 SG变质处理

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包晶凝固及其新认识

铸造 2013年第2期62卷 91-95页

作者：祖方遒席赟李小蕴合肥工业大学材料科学与工程学院金属液/固加工研究所安徽合肥230009

包晶凝固是一个十分重要的相变过程,但实际合金的包晶凝固并非像传统教科书上所介绍的平衡凝固方式"固相+液相→新的固相"这样简单。包晶凝固常常进行得不完全,也可能存在"液相→固相"的直接凝固;另一方面,由于包晶凝固中初生与包晶两... 详细信息

包晶凝固是一个十分重要的相变过程,但实际合金的包晶凝固并非像传统教科书上所介绍的平衡凝固方式"固相+液相→新的固相"这样简单。包晶凝固常常进行得不完全,也可能存在"液相→固相"的直接凝固;另一方面,由于包晶凝固中初生与包晶两相生长过程中可发生相竞争,还可能出现类似于共晶凝固的两相偶合共生组织,也可能出现两相分层组织或其中一相成为岛状组织等复杂情况。文中从包晶凝固的一般过程出发,结合近年来该领域的研究新进展,对偏离平衡包晶凝固的相关现象进行描述和原理分析,并对其影响因素和作用规律做简要介绍。

关键词：包晶凝固非平衡组织相竞争共生生长分层组织

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4DA1柴油机缸体砂眼缺陷的解决

铸造 2010年第10期59卷 1088-1090,1093页

作者：吴炜钱辉席斌李小蕴合肥工业大学安徽合肥230009 安徽江淮汽车股份有限公司安徽合肥230022

对4DA1柴油机缸体砂眼缺陷的产生原因进行了分析,发现芯撑表面的涂料以及芯撑与水套芯交接处大量堆积的涂料在铁液与芯撑熔合时,在高温铁液的作用下,耐高温的涂料会从熔化了的芯撑上脱落下来,并随铁液分散于型腔各处,凝固后形成砂眼缺... 详细信息

对4DA1柴油机缸体砂眼缺陷的产生原因进行了分析,发现芯撑表面的涂料以及芯撑与水套芯交接处大量堆积的涂料在铁液与芯撑熔合时,在高温铁液的作用下,耐高温的涂料会从熔化了的芯撑上脱落下来,并随铁液分散于型腔各处,凝固后形成砂眼缺陷。针对于此,提出了整改组芯工艺,使芯撑不沾上涂料,并在下芯时严格控制散砂。改进后缸体的上表面缺陷以及机加工缸筒砂眼已经得到了有效地控制,缸筒砂眼发生率由原来的20%降到3%以下。

关键词： 4DA1柴油机缸体砂眼涂料

SG变质处理对高锰钢铸态及热处理组织的影响

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铸造 2007年第11期56卷 1151-1154页

作者：李小蕴吴炜刘兰俊祖方遒合肥工业大学机械与汽车学院安徽合肥230009 合肥工业大学工业培训中心安徽合肥230009 合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

SG变质处理能有效地抑制铸态组织中柱状晶的生长,细化奥氏体组织并降低其方向性,减少晶间碳化物数量并使之细化;对热处理组织,SG变质处理可以加速碳化物溶解,缩短水韧处理的保温时间或降低水韧处理的温度。SG的这些变质作用对高碳及合... 详细信息

SG变质处理能有效地抑制铸态组织中柱状晶的生长,细化奥氏体组织并降低其方向性,减少晶间碳化物数量并使之细化;对热处理组织,SG变质处理可以加速碳化物溶解,缩短水韧处理的保温时间或降低水韧处理的温度。SG的这些变质作用对高碳及合金化类型的高锰钢尤为显得有实际意义。

关键词：高锰钢 SG变质处理组织

电阻法探究喷铸温度对Zr57Cu20Al10Ni8Ag5非晶热稳定性及结构弛豫的影响

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铸造 2017年第5期66卷 500-502,505页

作者：祝攀拓李小蕴合肥工业大学材料科学与工程学院金属液/固加工研究所安徽合肥230009

采用铜模喷铸法制备出Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5大块金属玻璃,通过电阻法探究喷铸温度对其热稳定性及结构弛豫的影响。结果表明,提高该金属玻璃制备时的喷铸温度,使晶化转变点Tx明显滞后和过冷液相区ΔT增大,表明金属玻璃热稳定性... 详细信息

采用铜模喷铸法制备出Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5大块金属玻璃,通过电阻法探究喷铸温度对其热稳定性及结构弛豫的影响。结果表明,提高该金属玻璃制备时的喷铸温度,使晶化转变点Tx明显滞后和过冷液相区ΔT增大,表明金属玻璃热稳定性增强。此外,运用电阻法研究了金属玻璃在低温下的结构弛豫,发现约化电阻率曲线存在"拐点"的异常变化。随着喷铸温度的升高,"拐点"的开始温度点Tonset提前,且金属玻璃结构弛豫强度增强。

关键词：熔体温度大块金属玻璃电阻率热稳定性结构弛豫

高流变成型法对Zr_(48)Cu_(36)Al_8Ag_8块体非晶合金β弛豫及热稳定性作用规律

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中国有色金属学报 2018年第5期28卷 938-943页

作者：吕龙张启东蒋伟李小蕴祖方遒合肥工业大学材料科学与工程学院金属液/固加工研究所合肥230009

以Zr_(48)Cu_(36)Al_8Ag_8为研究对象,结合差示扫描量热法和X射线衍射法,以电阻法探索高流变成型法对块体非晶合金β弛豫及热稳定性的作用规律。升温速率为10 K/min的验证试验表明,电阻法所标定样品的β弛豫开始温度T_β、一次晶化开始... 详细信息

以Zr_(48)Cu_(36)Al_8Ag_8为研究对象,结合差示扫描量热法和X射线衍射法,以电阻法探索高流变成型法对块体非晶合金β弛豫及热稳定性的作用规律。升温速率为10 K/min的验证试验表明,电阻法所标定样品的β弛豫开始温度T_β、一次晶化开始温度T_(x-onset)及其区间等特征参数均与差示扫描量热法结果相吻合。这证明电阻法探索β弛豫及热稳定性的有效性。为进一步获得更细致信息,以升温速率1 K/min约化电阻率曲线揭示,高流变成型法成型后样品的T_β大幅提前,且β弛豫所致电阻率变化值Δ_(ρrel)显著增加,表明高流变成型法显著增强该块体非晶合金β弛豫强度;成型后T_(x-onset)滞后且晶化温度区间ΔT_x变宽,反映高流变成型法提高了该块体非晶合金的热稳定性。这一结论得到不同温度水淬样品X射线衍射结果证实,尽管成型前后的最终晶化相并未改变。

关键词：块体非晶合金高流变成型法 β弛豫热稳定性

不同相对冲击功下高锰钢组织与加工硬化机制的研究

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材料热处理学报 2006年第2期27卷 71-74页

作者：祖方遒李小蕴刘兰俊吴炜合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学工业培训中心安徽合肥230009

通过模拟实际工矿条件,研究了不同相对冲击功条件下高锰钢加工硬化后的组织变化。结果表明在不同的相对冲击功阶段,高锰钢的加工硬化机制不相同,在低于50J/cm2冲击功时是位错滑移机制,在高于100J/cm2冲击功时是孪生硬化机制,而介于50J/... 详细信息

通过模拟实际工矿条件,研究了不同相对冲击功条件下高锰钢加工硬化后的组织变化。结果表明在不同的相对冲击功阶段,高锰钢的加工硬化机制不相同,在低于50J/cm2冲击功时是位错滑移机制,在高于100J/cm2冲击功时是孪生硬化机制,而介于50J/cm2和100J/cm2之间时,是两者共同作用的结果。

关键词：高锰钢相对冲击功组织加工硬化机制

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以实训基地为依托开展劳动教育的探索

中国大学教学 2022年第5期 38-42页

作者：朱华炳沈鹏李小蕴合肥工业大学教育部高等学校工程训练教学指导委员会

为积极引导大学生热爱劳动、尊重劳动、科学劳动,形成社会主义劳动价值观,高校劳动教育项目设计要针对新时代大学生的特点和人才培养现状,充分发挥工程训练中心等实训基地的资源优势和劳动属性,以“立德树人”为根本,坚持贴近大学生生... 详细信息

为积极引导大学生热爱劳动、尊重劳动、科学劳动,形成社会主义劳动价值观,高校劳动教育项目设计要针对新时代大学生的特点和人才培养现状,充分发挥工程训练中心等实训基地的资源优势和劳动属性,以“立德树人”为根本,坚持贴近大学生生活、贴近学校文化、贴近专业的“三贴近”原则,探索实施与实训基地相结合的特色劳动教育项目,真正达到劳动育人的效果。

关键词：工程训练中心实训基地劳动教育劳动价值观劳动项目设计

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316不锈钢抗晶间腐蚀工艺优化的研究

热加工工艺 2009年第16期38卷 38-41,44页

作者：孙兵高林寒李小蕴合肥锻压集团叉车研究所安徽合肥230601 合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009

分析了冷轧变形量、退火温度和保温时间对316不锈钢抗晶间腐蚀现象的影响,在此基础上确定了316不锈钢抗晶间腐蚀的优化工艺:先固溶处理,再经5%冷轧变形后在1050℃真空退火0.5h。结果表明,不锈钢经新工艺处理后的腐蚀速率降低为原来的1/... 详细信息

分析了冷轧变形量、退火温度和保温时间对316不锈钢抗晶间腐蚀现象的影响,在此基础上确定了316不锈钢抗晶间腐蚀的优化工艺:先固溶处理,再经5%冷轧变形后在1050℃真空退火0.5h。结果表明,不锈钢经新工艺处理后的腐蚀速率降低为原来的1/30,抗晶间腐蚀性能得到了明显提高。

关键词： 316不锈钢晶间腐蚀低Σ重位点阵晶界