检索结果-南通市图书馆

炼铁 2014年第5期33卷 50-53页

作者：吴亚明曾华锋饶鹏攀钢集团攀枝花钢钒有限公司

阐述了攀钢新3号高炉炉底冷却系统的改进实践。随着冶炼技术的进步和冶炼强度的提高,新3号高炉炉底温度出现了持续上升的状况,先采取风冷和氮气冷却,效果不好;之后采用炉底钻孔通水进行强制冷却,炉底温度得到了有效控制,保证了生产的安全。

关键词：大型高炉炉底温度强制冷却

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搅拌摩擦焊管线钢的组织和性能研究

搅拌摩擦焊管线钢的组织和性能研究

作者：段鹏超东北大学

学位级别：硕士

针对传统熔焊方式焊接管线钢容易在接头产生的冷裂纹、热裂纹、气孔、夹杂、晶粒严重粗化等问题,本文选择一种新型固态焊-搅拌摩擦焊,用于管线钢的连接。通过改变焊接参数来调整焊接热输入(300-800rpm的工具旋转速度,100-200mm/min的焊... 详细信息

针对传统熔焊方式焊接管线钢容易在接头产生的冷裂纹、热裂纹、气孔、夹杂、晶粒严重粗化等问题,本文选择一种新型固态焊-搅拌摩擦焊,用于管线钢的连接。通过改变焊接参数来调整焊接热输入(300-800rpm的工具旋转速度,100-200mm/min的焊接速度),同时施加不同冷却介质(水、干冰+水的混合物、干冰)对6mm厚的两种级别管线钢X52和X80进行搅拌摩擦焊,并对接头的微观组织演变规律及力学性能进行研究,主要结论如下:(1)通过降低工具转速和提高焊接速度可以降低焊接的热输入,使得原奥氏体晶粒细化。X52管线钢随热输入降低焊缝组织由粗板条贝氏体+珠光体转变为细板条贝氏体。冷却介质的施加可以降低峰值温度和高温停留时间。另外,随着冷却介质的施加,焊后的冷却速度也发生显著变化,对最终的相变组织产生很大影响。水冷时组织开始出现马氏体,干冰冷却时组织中出现未溶铁素体。(2)X80管线钢在高热输入下易产生板条贝氏体,低热输入下易产生粒状贝氏体,外加冷却时随介质温度的降低,组织由板条马氏体+板条贝氏体转变为板条马氏体+未溶铁素体。在搅拌区均观察到不同强度的D1、D2、F剪切织构,且前进侧存在较强的F织构和较弱的D1、D2织构;后退侧存在较弱的F织构和较强的D1、D2织构。(3)在不同焊接参数下X52管线钢焊接接头搅拌区的硬度最高,内热影响区和中热影响区的硬度次之,外热影响区和母材的硬度最低。焊接接头搅拌区的的硬度随焊接热输入的减少而增加,或随焊接热循环在高温停留时间的减少而增加。焊接接头的冲击功在600-100条件下由于存在大量珠光体变差,其它空冷条件下冲击功均达到母材的80%。在强制冷却下,冲击功进一步降低且为脆性断裂。所有焊接参数下焊接接头拉伸试样的强度系数均达到母材的90%,延伸率与母材相比显著降低。在空冷条件下均断裂于外热影响区,强制冷却下均断裂于母材。(4)不同焊接参数下X80管线钢焊接接头搅拌区的硬度最高,内热影响区和中热影响区的硬度低于搅拌区而高于母材,外热影响区的硬度最低。搅拌区的硬度随焊接热输入的降低而增高或随焊接热循环在高温停留时间缩短而增高。焊接接头搅拌区的冲击功在400-100中热输入条件下由于存在粗大粒状贝氏体变差,其它焊接条件下焊接接头冲击功均超过母材的85%,强制冷却有利于提高焊接接头的冲击韧性,且在干冰条件下冲击功达到最高。所有参数下焊接接头的强度系数均超过母材的90%,而延伸率与母材相比显著降低。在空冷条件下均断裂于搅拌区,强制冷却条件下均断裂于母材。

关键词：搅拌摩擦焊热输入强制冷却显微组织力学性能

空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用研究

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空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用研究

作者：李明亚内蒙古科技大学

学位级别：硕士

数控机床在向高速、高精度发展的过程中，伺服进给系统中滚珠丝杠的热变形成为进一步提高机床加工精度的主要影响因素。其热源主要包括丝杠滚道与滚珠、滚珠与螺母滚道的摩擦热，滚珠与支撑轴承内外圈的摩擦热，电机发热通过联轴器传递... 详细信息

数控机床在向高速、高精度发展的过程中，伺服进给系统中滚珠丝杠的热变形成为进一步提高机床加工精度的主要影响因素。其热源主要包括丝杠滚道与滚珠、滚珠与螺母滚道的摩擦热，滚珠与支撑轴承内外圈的摩擦热，电机发热通过联轴器传递到丝杠上的热，环境的辐射热等。其中滚珠丝杠的摩擦热占很大的比例，尤其在高速进给条件下，摩擦发热更加严重，这会使滚珠丝杠的刚度降低、热变形更加严重。因此研究在高速条件下抑制滚珠丝杠温升及热变形对提高数控机床的加工精度具有深远的意义。针对伺服进给系统中滚珠丝杠主要热源是丝杠螺母的发热，故本文采取重点冷却与全面冷却相结合的方式，即采用空心滚珠丝杠替代实心滚珠丝杠，通入冷却介质强制冷却，同时设计空心螺母的冷却，共同抑制空心滚珠丝杠的热变形。另外，空心丝杠滚珠丝杠还有助于减小高速运转时的转动惯量，增加丝杠轴的扭曲刚度和伺服进给系统的快速响应性。主要研究内容如下：论文分析了伺服系统热补偿的发展与前沿的技术状况，并针对我国的伺服系统研究的趋势及研究的实际情况，确定了本课题的研究路线。从伺服系统作为一个整体系统的观点出发，在深入调研数控伺服系统各个性能参数及其影响的前提下，确定滚珠丝杠的空心化是解决伺服系统稳定性、准确性、快速性等一系列问题关键所在。 1、本文根据传热学、热力学、有限元的相关理论推导出实心/空心滚珠丝杠的热变形模型，代入某一加工中心滚珠丝杠伺服进给系统的具体参数，从理论上证明了空心滚珠丝杠冷却的方法对于抑制滚珠丝杠的热变形效果明显。 2、建立实心/空心滚珠丝杠的三维模型，用ANSYS/Workbench的热模块研究相同工况下的空心滚珠丝杠与实心滚珠丝杠的热温度分布的差异;然后将温度分布作为热载荷导入结构模块研究温度分布对滚珠丝杠热变形的影响。 3、深入研究了空心滚珠丝杠在不同转速下的温度分布及热变形规律，得出空心滚珠丝杠转速与热变形的关系，同时由仿真模型验证了理论模型的正确性。空心滚珠丝杠通入不同流量的冷却液，其温度分布与热变形随冷却液流量的增加呈现出弱化冷却液影响的趋势。 4、仿真分析了不同种类的冷却介质对空心滚珠丝杠散热性能的影响。对于空心滚珠丝杠的开孔大小这一因素的仿真，综合考虑了空心滚珠丝杠强度、刚度的因素。为了研究空心滚珠丝杠达到热平衡的时间对数控机床热启动的影响，做了空心/实心滚珠丝杠的对比仿真。 5、建立了空心滚珠丝杠伺服进给系统的数学模型，并在MATLAB/Simulink中编写M文件，通过伯德图验证空心滚珠伺服进给系统的稳定性及由Routh判据证明了系统的稳定性。通过对空/实心滚珠丝杠的惯量参数的对比，并研究了空心滚珠丝杠伺服进给系统的快速性优于实心滚珠丝杠伺服进给系统。 6、针对丝杠的空心化会影响到丝杠的强度、刚度，故对强度、刚度做了校核。结果满足强度、刚度要求。本论文为空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用提供理论依据，具有重要的工程实践应用价值。

关键词：空心滚珠丝杠强制冷却 ANYSIS有限元分析温度场热变形

2198-T3/7A04-T6异种铝合金FSW接头组织与性能调控

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2198-T3/7A04-T6异种铝合金FSW接头组织与性能调控

作者：聂佳民东北大学

学位级别：硕士

在飞机制造过程中,2198铝锂合金常用作机身及机翼蒙皮材料,由于Li、Ag等元素的加入,制造成本高。铝合金机身蒙皮的传统成形工艺是利用整张板材直接拉伸成形,成形后两侧钳口余料切下即成废品,导致材料利用率低,生产成本高。如果使用廉价... 详细信息

在飞机制造过程中,2198铝锂合金常用作机身及机翼蒙皮材料,由于Li、Ag等元素的加入,制造成本高。铝合金机身蒙皮的传统成形工艺是利用整张板材直接拉伸成形,成形后两侧钳口余料切下即成废品,导致材料利用率低,生产成本高。如果使用廉价且强度合适的7A04-T6铝合金板代替钳口余料与2198-T3板材进行FSW拼焊,则可提高材料的利用率,并减少对成形毛料幅宽的要求,最终实现降低生产成本之目的。众所周知,热处理强化型铝合金在搅拌摩擦焊接过程中,析出相粒子受焊接热循环发生溶解和粗化,导致接头软化,在拉伸成形过程中易在软化区优先发生形变和断裂。本研究采用在焊接过程中施加强制冷却的手段,控制接头软化区析出强化相粒子的溶解与粗化行为,接下来通过低温人工时效/自然时效处理进一步强化接头薄弱区,使拼焊接头的力学性能满足蒙皮拉伸成形的要求,其研究结果为FSW拼焊成形技术在机身蒙皮生产制造中的应用提供了实验基础。本论文系统研究了不同冷却条件下获得的2198-T3/7A04-T6异种铝合金FSW接头焊态、自然时效及人工时效后的微观组织特征及力学性能,揭示了影响接头微观组织和性能演变的关键因素。本研究条件下,当2198-T3铝合金置于前进侧,7A04-T6铝合金置于后退侧,钢压块与焊缝中心的距离为10 mm,主轴旋转速度为1200rpm、焊接速度为100mm/min时,2198-T3/7A04-T6异种铝合金FSW接头的搅拌区成形最好,焊态接头的综合力学性能最优。使用水冷铜压块焊接和水下焊接时,焊接试板热影响区的峰值温度降低,且高温停留时间缩短,因此,接头硬度最低区（HAZ,2198-T3侧）析出强化相T1和θ’相的溶解和粗化行为被抑制,并导致硬度最低处显微硬度值降低幅度减小,接头拉伸强度显著提高。三种不同冷却条件下焊接的试板中,水下焊接试板的综合力学性能最优。三种不同冷却条件下焊接的试板分别经低温人工时效和自然时效处理后,接头拉伸性能都明显提高,这是由于在时效过程中,接头硬度最低区（HAZ,2198-T3侧）析出了大量尺寸细小的T1和θ’强化相。然而,FSW过程中施加强制冷却的接头具有较强的时效强化能力。这是因为,强制冷却条件下,焊态接头硬度最低区（HAZ,2198-T3侧）T1相和θ’相粗化程度降低,说明该区α-Al固溶体在焊接热作用下的脱溶被抑制,保持了相对较高的时效强化能力。水下焊接的接头经60天自然时效后表现出最优异的拉伸性能,屈服强度和抗拉强度分别为319 MPa和445 MPa,接头母材区延伸率为10.2%。

关键词：异种铝合金搅拌摩擦焊强制冷却微观组织力学性能

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航天铝合金2A14焊接接头不均匀性研究

航天铝合金2A14焊接接头不均匀性研究

作者：李渊北京工业大学

学位级别：硕士

2A14铝合金作为可热处理强化的锻压铝合金,是我国目前运载火箭贮箱所用的主要材料之一,其焊接接头的安全服役,是设计、制造中必须面对的问题。然而采用TIG焊接时,接头仍然存在严重的接头软化问题,接头内部组织的不均匀导致力学性能产生... 详细信息

2A14铝合金作为可热处理强化的锻压铝合金,是我国目前运载火箭贮箱所用的主要材料之一,其焊接接头的安全服役,是设计、制造中必须面对的问题。然而采用TIG焊接时,接头仍然存在严重的接头软化问题,接头内部组织的不均匀导致力学性能产生差异,接头强度系数低,因此研究2A14铝合金TIG焊接头的不均匀性及找出改善接头软化的方法,对于提升运载工具结构的制造水平具有较大的工程实际意义。本文以2A14铝合金为研究对象,为T6和T651两种焊前热处理状态,针对厚度不同的试板采用单面单层和单面双层两种焊接方法进行了焊接。研究了各种条件下接头的不同区域微观组织和力学性能的变化,对接头各个区域的晶粒形貌及尺寸、气孔分布、元素与第二相分布等几个方面进行了研究,采用维氏硬度测试和静载拉伸力学性能及微区拉伸力学性能测试,结合微观组织分析了力学性能产生差异的原因。焊缝区为等轴树枝晶,晶粒较为粗大,晶间析出粗大共晶相,力学性能较差。固溶区晶粒相较于母材有一定的粗化,焊接过程中形成过饱和固溶体,经自然时效后强硬度优于焊缝区。过时效区中晶粒与母材区差异不大,但析出相发生溶解与粗化,使强硬度明显下降,导致接头软化。将微区拉伸强度值与对应位置的显微硬度相关联,建立了硬度与强度之间的工程经验关系式。为了改善接头的软化问题,结合实际工况,本文在焊接过程中加入局部强制冷却装置的方式以提高接头强度。通过热电偶采集温度曲线,分析冷却装置对焊接接头组织和力学性能的影响。冷却装置明显加快了热影响区的冷却速度,降低了峰值温度减少了高温持续时间,从而减弱了软化程度。结合热循环曲线与经典的粗化理论,发现高温时效时间与峰值温度是促使沉淀相发生粗化的主要因素。分析不同的沉淀强化模型,发现沉淀粗化的强化机制会大大降低原有的强化效果。

关键词： 2A14铝合金 TIG焊接接头软化强制冷却

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大型铸钢件凝固数值模拟的传热学方法

哈尔滨理工大学学报 1987年第4期 43-48页

作者：赵长义马边防霍树海

在充分考虑材料变物性的基础上,用控制体的热量衡算法得到计算凝固温度场的隐式差分模型。对气隙传热等条件做适当处理后,模拟了大型铸钢件的强制冷却凝固过程。找出了温度分布和凝固状况参数变化的规律;给出工艺参数关联图。

关键词：凝固数值模拟大型铸钢件强制冷却

带锯条振动的研究(四)——具有压力锯卡带锯条的固有频率

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