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工艺参数对H13钢电弧增材制造成形品质的影响

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特种铸造及有色合金 2022年第5期42卷 642-646页

作者：姜淑馨李峰光湖北汽车工业学院材料科学与工程学院

为确定H13钢丝材电弧增材制造单道单层成形的最佳工艺参数,在调质处理后的H13钢基板上,选取沉积电流为80~240 A,沉积速度为2~6mm/s;保护气体分别为(体积分数)5%的O_(2)+95%的Ar、10%的CO_(2)+90%的Ar以及20%的CO_(2)+80%的Ar等3种混合气... 详细信息

为确定H13钢丝材电弧增材制造单道单层成形的最佳工艺参数,在调质处理后的H13钢基板上,选取沉积电流为80~240 A,沉积速度为2~6mm/s;保护气体分别为(体积分数)5%的O_(2)+95%的Ar、10%的CO_(2)+90%的Ar以及20%的CO_(2)+80%的Ar等3种混合气体,通过余高系数和成形系数两个评价指标分析工艺参数对单道单层沉积层成形的影响。结果表明,余高系数和成形系数随着沉积电流的增大而降低,在120A和6mm/s的条件下余高系数最大,为3.79;在240A和6mm/s的条件下余高系数最小,为2.11。在80A和2mm/s的条件下成形系数最大,为8.56;在200A和6mm/s条件下成形系数最小,为3.42。沉积电流为120A、沉积速度为4mm/s、用20%的CO_(2)+80%的Ar混合气体保护时,得到品质优良的成形件。

关键词：电弧增材制造丝材余高系数成形系数

层间温度对H13钢丝材电弧增材制造成形质量的影响

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精密成形工程 2022年第6期14卷 111-116页

作者：姜淑馨李峰光湖北汽车工业学院材料科学与工程学院湖北十堰442002

目的为获得外观形貌好、成形质量优的单道多层成形件,研究最佳的层间温度。方法在调质处理后的H13钢基板上,根据已确定的工艺参数分别在50、100、150、200℃这4种层间温度下沉积20层。通过宏观形貌、微观组织和抗拉强度测试,分析层间温... 详细信息

目的为获得外观形貌好、成形质量优的单道多层成形件,研究最佳的层间温度。方法在调质处理后的H13钢基板上,根据已确定的工艺参数分别在50、100、150、200℃这4种层间温度下沉积20层。通过宏观形貌、微观组织和抗拉强度测试,分析层间温度对单道多层成形件的形貌及成形质量的影响。结果层间温度为100、150、200℃时,成形件顶层平滑,侧面成形较规则。不同层间温度下成形件平均高度的最大值与最小值之差仅为0.55 mm。层间温度为200℃时相邻2层沉积层间冷却时间最短,沉积20层总耗时最短,为44.57 min。层间温度大于100℃时,抗拉强度大于1200 MPa。结论在H13钢基板上进行丝材电弧增材制造时,控制层间温度在150~200℃能够得到外观形貌好、成形质量优良的成形件。

关键词：电弧增材制造丝材层间温度单道多层

Zn含量对Al-12Si-xZn-2Cu-Mg合金铸造性能的影响

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特种铸造及有色合金 2023年

作者：何建刚郭睿曾大新李峰光史秋月东风锻造有限公司铸造二厂湖北汽车工业学院材料科学与工程学院

通过测量不同Zn含量Al-12Si-xZn-2Cu-Mg合金冷却曲线、热裂敏感性、缩松缩孔体积等，研究了Zn含量对Al-12Si-xZn-2Cu-Mg合金的热裂及缩松缩孔等铸造性能的影响。结果表明，Zn元素能够细化合金中Si相促进补缩，并固溶于α-Al中强化固相... 详细信息

通过测量不同Zn含量Al-12Si-xZn-2Cu-Mg合金冷却曲线、热裂敏感性、缩松缩孔体积等，研究了Zn含量对Al-12Si-xZn-2Cu-Mg合金的热裂及缩松缩孔等铸造性能的影响。结果表明，Zn元素能够细化合金中Si相促进补缩，并固溶于α-Al中强化固相骨架，从而降低热裂敏感性；同时，晶粒细化和共晶温度的降低，也降低了缩松缩孔倾向。

关键词： Al-12Si-xZn-2Cu-Mg合金热裂缩松缩孔铸造性能

工艺参数对H13钢激光合金化组织与硬度的影响

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特种铸造及有色合金 2023年第9期43卷 1217-1224页

作者：郭睿刘洋李峰光戎博川湖北汽车工业学院材料科学与工程学院湖北十堰442002 湖北职业技术学院机电工程学院北京市房山区特种设备检测所

采用激光合金化技术在H13钢表面制备Co/Mo合金化涂层。基于质量分数为50%的Co+50%的Mo的激光合金化粉末材料,选择不同的激光功率和扫描速度,依据均匀设计法进行激光合金化,通过金相、扫描电镜和显微硬度仪分别对涂层组织与硬度进行测试... 详细信息

采用激光合金化技术在H13钢表面制备Co/Mo合金化涂层。基于质量分数为50%的Co+50%的Mo的激光合金化粉末材料,选择不同的激光功率和扫描速度,依据均匀设计法进行激光合金化,通过金相、扫描电镜和显微硬度仪分别对涂层组织与硬度进行测试表征,并结合能谱分析,探究合金化涂层硬度提升机理。研究表明,合金化涂层主要由马氏体组织和析出物组成,高的比能量能够维持熔池内合金元素的均匀化,有助于形成马氏体组织。激光功率为600 W,扫描速度为5 mm/s时,比能量最大为69.33 W/(mm^(2)·s),硬度(HV)达605.3(55.7 HRC)。H13钢硬度的提升机理为Mo与C结合形成颗粒状碳化物增强相与激光比能量提高后促进马氏体转变的共同作用。激光合金化能够制备硬质、无缺陷合金化涂层,为制备“软硬”相间的仿生耐磨条纹提供参考。

关键词：激光合金化 H13钢显微硬度

变渣皮厚度条件下铜冷却壁应力分布规律及挂渣稳定性

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工程科学学报 2017年第3期39卷 389-398页

作者：李峰光张建良湖北汽车工业学院材料科学与工程学院十堰442000 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

根据热弹性力学理论,建立了渣皮厚度可变的铜冷却壁热-力耦合应力场分布计算模型,从铜冷却壁本体和炉渣-镶砖界面应力分布的角度分析了煤气温度、冷却制度、镶砖材质和炉渣性质等因素对铜冷却壁寿命及挂渣稳定性的影响规律.计算结果表明... 详细信息

根据热弹性力学理论,建立了渣皮厚度可变的铜冷却壁热-力耦合应力场分布计算模型,从铜冷却壁本体和炉渣-镶砖界面应力分布的角度分析了煤气温度、冷却制度、镶砖材质和炉渣性质等因素对铜冷却壁寿命及挂渣稳定性的影响规律.计算结果表明:煤气温度的升高使铜冷却壁本体应力线性升高,同时挂渣稳定性减弱;铜冷却壁本体应力值及挂渣稳定性均随渣皮厚度增加而呈现先下降后上升的趋势,实际生产中渣皮厚度应维持在30~60 mm之间;冷却水流速的增大会导致铜冷却壁本体应力值小幅上升,但可使挂渣稳定性增强;冷却水温的提升可小幅降低冷却壁本体应力,但会显著降低挂渣稳定性;镶砖热导率的提升和炉渣热膨胀系数的减小均有利于降低铜冷却壁本体应力并增强挂渣稳定性.

关键词：冷却壁挂渣热-力分析应力场

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变渣皮厚度条件下铜冷却壁变形

中国有色金属学报 2018年第6期28卷 1268-1275页

作者：李峰光张建良湖北汽车工业学院材料科学与工程学院十堰442002 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

根据热弹性力学理论,建立渣皮厚度可变的铜冷却壁热-力耦合应力场分布计算模型,从铜冷却壁在不同渣皮厚度条件下的变形情况这一角度分析煤气温度、冷却制度、镶砖材质和炉渣性质等多种因素对铜冷却壁寿命的影响规律。计算结果表明:冷却... 详细信息

根据热弹性力学理论,建立渣皮厚度可变的铜冷却壁热-力耦合应力场分布计算模型,从铜冷却壁在不同渣皮厚度条件下的变形情况这一角度分析煤气温度、冷却制度、镶砖材质和炉渣性质等多种因素对铜冷却壁寿命的影响规律。计算结果表明:冷却壁本体变形随煤气温度的升高而线性增加;随着渣皮厚度的增大,冷却壁本体的变形量先减小后增大,渣皮厚度约为20 mm时冷却壁本体变形最小;冷却水流速的增大对降低冷却壁变形量有显著作用,而冷却水温度的升高会使冷却壁本体的变形量显著增大;提升镶砖热导率可明显减小冷却壁本体变形,而增大镶砖热膨胀系数会明显增加壁体变形量;炉渣热膨胀系数越小,铜冷却壁本体变形越小。

关键词：铜冷却壁渣皮热?力耦合热变形 ANSYS

基于ANSYS“生死单元”技术的铜冷却壁挂渣能力计算模型

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工程科学学报 2016年第4期38卷 546-554页

作者：李峰光张建良湖北汽车工业学院材料科学与工程学院十堰442000 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

根据有限元理论,采用ANSYS'生死单元'技术建立了铜冷却壁挂渣能力计算模型,计算煤气温度、冷却制度、炉渣性质、冷却壁镶砖材质等多种因素对铜冷却壁挂渣能力的影响,得出各因素对铜冷却壁挂渣能力的影响规律.煤气温度的升高将导致铜冷... 详细信息

根据有限元理论,采用ANSYS'生死单元'技术建立了铜冷却壁挂渣能力计算模型,计算煤气温度、冷却制度、炉渣性质、冷却壁镶砖材质等多种因素对铜冷却壁挂渣能力的影响,得出各因素对铜冷却壁挂渣能力的影响规律.煤气温度的升高将导致铜冷却壁挂渣能力呈指数衰减.冷却制度的改变对铜冷却壁挂渣能力的影响很微弱.炉渣挂渣温度的提升将使冷却壁挂渣能力增强,但渣皮厚度的稳定性较差.随着炉渣导热系数的上升,渣皮厚度均匀增大.镶砖热导率的提升可显著提升燕尾槽位置渣皮厚度.根据计算结果,本文提出了保证铜冷却壁稳定挂渣应遵循的几个原则.

关键词：高炉冷却壁传热保护计算模型数值分析

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红土镍矿脱水机理及还原过程动力学

中国有色金属学报 2013年第3期23卷 843-851页

作者：张建良毛瑞黄冬华邵久刚李峰光北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学期刊中心北京100083

研究红土镍矿的脱水机理及还原过程动力学。结果表明,红土镍矿在升温过程中主要进行自由水的脱除、针铁矿的分解、高岭石及蛇纹石的脱羟基反应和蛇纹石类矿物的第二段脱羟基反应;红土镍矿还原过程可分为3个阶段,第一阶段的控速环节是化... 详细信息

研究红土镍矿的脱水机理及还原过程动力学。结果表明,红土镍矿在升温过程中主要进行自由水的脱除、针铁矿的分解、高岭石及蛇纹石的脱羟基反应和蛇纹石类矿物的第二段脱羟基反应;红土镍矿还原过程可分为3个阶段,第一阶段的控速环节是化学反应,预焙烧和未焙烧红土镍矿的活化能分别为90.21和63.12 kJ/mol;第二阶段和第三阶段控速环节是扩散,红土镍矿的活化能逐渐增大。

关键词：红土镍矿动力学热分析直接还原

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高炉铜冷却壁的应用及研究现状

特种铸造及有色合金 2017年第6期37卷 606-610页

作者：郭睿李峰光湖北汽车工业学院材料科学与工程学院北京科技大学冶金与生态工程学院

针对目前炼铁高炉大型化、长寿化的发展趋势,从铜冷却壁应用历史及优势、铜冷却壁加工制造工艺及其在国内外的应用现状等方面对其进行了阐述。同时,对近年来铜冷却壁失效事故进行了总结分析,并对同材质内微量元素、铜材"氢病"现象、铜... 详细信息

针对目前炼铁高炉大型化、长寿化的发展趋势,从铜冷却壁应用历史及优势、铜冷却壁加工制造工艺及其在国内外的应用现状等方面对其进行了阐述。同时,对近年来铜冷却壁失效事故进行了总结分析,并对同材质内微量元素、铜材"氢病"现象、铜冷却壁挂渣稳定性等影响其寿命的因素进行了讨论,指出了铜冷却壁应用中存在的问题,并提出了发展方向。

关键词：铜冷却壁高炉氢病传热模型