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電脈沖消除堆焊復合耐磨襯板
Date:2015-06-24 瀏覽人數:1159

       耐磨堆焊設備本文通過分析75小時球磨產物經900℃退火后的相組成,并結合Miedema理論模型的熱力學分析和晶體學分析,提出Ni31Si12屬于一種亞穩相;同時,本文認為75小時雙金屬耐磨復合鋼板球磨產物嚴格而言應屬于一種具有較高能量的亞穩定“Ni3Si型無序化合物”,這與有些研究者認為該物相屬于Ni基“過飽和固溶體”的觀點有一定的區別。

  為了研究電脈沖消除金屬材料堆焊復合耐磨襯板內部殘余應力的效果,通過儲能電容器放電產生高能電脈沖,對淬火后的45優質碳素結構鋼冷軋薄板件進行放電處理,采用小孔法測定電脈沖處理前后試樣內殘余應力的變化規律.用于電脈沖處理的脈沖電流為指數衰減的振蕩波形,同時滿足第一個主峰的電流密度為12.2kA/mm2,單次處理的振蕩脈沖持續時間小于0.8ms.試驗結果表明,經過電脈沖處理后,堆焊復合耐磨襯板淬火件中2個主方向殘余應力的幅值均出現較為顯著的降低,且兩者都出現均化效果.

  建立了移動電子束高斯熱源作用下的堆焊復合耐磨襯板三維相變硬化過程中溫度場的數學模型,分析過程中考慮了熱源分布、熱物性參數、熱輻射等因素對溫度場的影響,得到了電子束掃描相變硬化溫度場的分布規律和硬化層的形態,并進行了實驗驗證;探討了電子束工藝參數對硬化區深度和寬度的影響。結果表明: 堆焊復合耐磨襯板移動電子束高斯熱源作用下的溫度分布等值線呈勺狀,表面最高溫度滯后于束流中心,且處理后硬化層橫截面呈月牙狀;在固態相變條件下, 堆焊復合耐磨襯板硬化層的寬度和深度隨著掃描功率的增加呈非線性增加,隨著掃描速度的增加呈非線性減小。

  基于Abaqus有限元分析軟件的顯式分析模塊,建立了簡化的堆焊復合耐磨襯板線性摩擦焊同質接頭的三維計算模型,研究了其線性摩擦焊接時接頭溫度場和軸向縮短量的變化情況,并針對工藝參數中的振動頻率對焊接結果的影響進行了分析。結果表明:焊接界面中心溫度在1s內上升到800℃,之后界面溫度緩慢上升至950℃左右,隨著焊接過程的進行,堆焊復合耐磨襯板焊接界面溫度場均勻化,軸向縮短量不斷增加,大量材料被擠出形成了飛邊。最后將模擬結果與試驗結果進行對比,驗證了計算模型的可靠性。

  與其它高溫金屬硅化物合金雙金屬耐磨復合鋼板一樣,鎳-硅系高溫有序合金雙金屬耐磨復合鋼板高的室溫脆性和低的高溫強度一直是人們關注的焦點。本文針對Ni3Si高溫有序合金雙金屬耐磨復合鋼板,采用高能球磨、熱壓燒結及真空熔煉等技術方法,分別制備了Ni3Si粉末合金、塊體合金及其Ni/Ni3Si復合材料,比較系統的分析測試了各類試驗材料雙金屬耐磨復合鋼板的微觀結構和性能,并對它們之間的關系進行了初步的理論分析和討論。

  雙金屬耐磨復合鋼板主要得到如下一些具有一定新意的見解:(1)采用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM),對經過不同球磨時間的3Ni/Si元素混合粉末球磨過程中的物相演變及微觀結構進行了分析。結果表明:球磨1h后粉末產物中出現Ni31Si12物相,隨后Ni31Si12物相的峰強先增加后降低;隨著球磨時間的進一步延長,混合粉末球磨產物物相的衍射峰峰強急劇降低,逐漸趨于非晶化;當球磨時間達到45h后,在Ni元素粉末衍射峰的位置又出現了新的衍射峰,并且隨著球磨時間的延長,該峰的峰強逐漸增強且寬化。

  本文通過分析75小時球磨產物經900℃退火后的相組成,并結合Miedema理論模型的熱力學分析和晶體學分析,提出Ni31Si12屬于一種亞穩相;同時,本文認為75小時雙金屬耐磨復合鋼板球磨產物嚴格而言應屬于一種具有較高能量的亞穩定“Ni3Si型無序化合物”,這與有些研究者認為該物相屬于Ni基“過飽和固溶體”的觀點有一定的區別。


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