大型铸锻件

新技术新材料

  • Cr8支承辊材料热加工参数研究及耐磨性和接触疲劳性能评价分析

    陈先毅;房鑫;李勇;叶成立;阳鹤;

    针对低碳(Cr8-2)和高碳(Cr8-6)两种化学成分的Cr8材料的电渣锭坯料,通过绘制热加工图、球化工艺、正火工艺和调质工艺试验,获得两种Cr8支承辊材料的锻造温度区间为950~1250℃,最佳球化温度为880℃,最佳淬火温度为1020℃。通过模拟1580热连轧设计轧制应力条件下的接触应力水平,对Cr8-2、Cr8-6和Cr5三种成分材料的耐磨性和接触疲劳性能进行了对比。结果表明,1900 MPa应力条件下滑差率为0.003时,Cr8-2的磨损率为Cr5的69.59%、接触疲劳寿命为Cr5的1.372倍; Cr8-6的磨损率为Cr5的41.75%、接触疲劳寿命为Cr5的2.017倍。

    2026年02期 No.230 1-6+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 628K]
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  • Ni-10Cu泡沫/SAC305复合焊料超声钎焊蓝宝石/Al合金接头组织及性能研究

    屈超雄;吕佳乐;余小兵;肖勇;袁军;

    蓝宝石和Al合金均具有较差的低温表面润湿性,且两者间存在较大的热物理性能差异,使得实现它们的低温钎焊连接具有很大挑战。本文采用Ni10Cu-SAC305复合焊料,通过超声钎焊工艺连接了Al合金与蓝宝石材料,系统研究了焊料成分及超声时间对焊缝组织和性能的影响。采用SAC305合金焊料时,焊缝主要由大粒径的η-Zn、α-Al颗粒和Sn基体组成,在蓝宝石母材表面发现了应力裂纹。采用Ni10Cu-SAC305复合焊料时,钎焊界面结合良好,焊缝内存在合金骨架、SAC305基体和弥散其间的Ni_3Sn_4、α-Al等颗粒;延长超声钎焊时间可增加焊缝中的α-Al和Ni_3Sn_4颗粒数量,并提高接头强度。采用Ni10Cu-SAC305焊料超声钎焊60 s,接头剪切强度达到74.42 MPa,平均焊合率为97.9%,经-40~125℃高低温循环170周后焊缝宏-微观结构无损伤。

    2026年02期 No.230 7-11+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2581K]
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试验研究

  • 铝合金锻件热处理和切削热-力耦合仿真分析

    范天琦;钱浩程;匡银春;吕亮;黄小庆;崔明亮;

    针对航空铝合金锻件切削加工后表面残余应力与变形控制难题,本文基于有限元分析软件,构建了涵盖热处理与切削加工的多物理场耦合仿真模型。通过模拟热处理过程中的温度变化以及切削加工阶段的热-力耦合,探究了铝合金在实际加工工艺下的温度场和应力场动态演化特性,获得了切削过程中应力分布特征与切削力变化规律,为实际工程应用中优化航空铝合金锻件的切削工艺参数优化提供了理论参考与技术支撑。

    2026年02期 No.230 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
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  • 高温高压临氢12Cr2Mo1R钢国产焊材焊接工艺试验研究

    朱莎莎;李明星;陈恺;朱虹;王迎君;孙亚杰;

    通过研究加氢反应器12Cr2Mo1R钢国产焊材和进口焊材的埋弧焊和焊条电弧焊焊接工艺,完成了化学成分分析和各种热处理状态下的拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、回火脆化试验、高温持久试验。试验结果表明:国产埋弧焊和焊条电弧焊焊接材料均能满足产品技术条件,且焊接工艺性和成型良好,满足实际制造使用,与进口焊材试验结果相当。采用国产焊接材料,减少了对进口焊接材料的依赖,缩短了采购周期,降低了生产成本。

    2026年02期 No.230 18-22+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
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  • Ni元素含量对低合金钢焊缝熔敷金属力学性能的影响

    赵晓玲;

    在核反应堆压力容器的制造过程中,焊缝质量要求极其严格。低合金钢焊缝熔敷金属中Ni元素含量的差异会对焊缝性能产生影响,故分析Ni元素含量对低合金钢焊缝熔敷金属力学性能的影响是非常必要的。对同一焊材生产厂家、同类型、不同批次、不同Ni元素含量的低合金钢焊丝开展焊接试验,对熔敷金属性能进行对比分析。试验研究表明:当低合金钢焊缝熔敷金属中Ni元素含量为0.80%~0.82%时,焊缝的强度和韧性最佳。

    2026年02期 No.230 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 冷却方式对TC11钛合金组织、织构以及力学性能的影响

    杨斌;张明玉;户晓南;马雪芳;

    以TC11钛合金为研究对象,研究了冷却速率对TC11钛合金组织演变、织构特征及力学性能的影响。结果表明:冷却速率显著调控合金的相组成与微观形貌,水淬条件下形成细针状α'马氏体(非扩散相变),空冷时析出板条状次生α相(扩散主导),而炉冷则促使初生α相粗化并形成细棒状次生α相(完全扩散控制)。不同冷却工艺处理的合金{0001}晶面均呈现混合织构特征,其中水淬试样的织构强度最高,空冷和炉冷依次降低。力学性能测试显示,冷却速率与硬度呈正相关,水淬试样硬度最高,显著高于空冷和炉冷试样。拉伸性能表现为强度与塑性的负相关性,水淬试样抗拉强度最高,但断后伸长率最低;炉冷试样强度最低,塑性最优;空冷试样性能介于二者之间。断口分析表明,所有试样均呈现韧窝形貌,并伴随二次裂纹。

    2026年02期 No.230 27-30+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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  • 不同锻造工艺对20CrMnMo材料性能的影响

    赵龙;王涛;王力;

    研究对比分析了自由锻造与模锻两种工艺对齿轮毛坯的影响。通过检测夹杂物、晶粒度、力学性能、冲击吸收能量及组织等指标,发现两者在力学性能上相当,但模锻工艺在垂直金属流线方向的低温冲击性能更优。进一步金相组织分析显示,金属流线是提升低温冲击性能的关键因素。利用DEFORM软件进行的金属流线形成仿真与试验结果高度一致,验证了分析结论。

    2026年02期 No.230 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 614K]
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  • 基于仿真分析的GH4169高温合金车削刀具磨损研究

    姚凯;杨希;匡银春;陈汉阳;

    GH4169镍基高温合金广泛应用于发动机涡轮盘等航空航天零部件制造领域。针对其在切削加工过程中刀具磨损速率快、难以获得理想表面粗糙度的问题,本文探究了粗加工大切深工况下切削参数对CNMG160612MS刀片磨损的影响,采用仿真分析及实验验证的方法,基于多项式回归方程建立了刀具磨损模型,并使用灵敏度分析法得出切削各要素对刀具磨损的影响权重,为正确预测刀具磨损时间提供了理论支撑。

    2026年02期 No.230 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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制造技术

  • 大型超低碳奥氏体不锈钢电极冶炼浇注实践

    李连龙;路正平;曾杰;高金强;陈道琪;刘显峰;邓龙贵;吕波;廖凯;

    大型超低碳控氮奥氏体不锈钢的碳含量要求极低(碳≤0.035%),浇注过程中易增碳导致碳不合格,氮含量范围窄,控制难度大;同时电极重量达到50 t级,易产生成分偏析,加剧了碳超标的风险。通过对VOD、LF精炼、浇注等进行工艺参数优化,提高了电极质量合格率。

    2026年02期 No.230 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
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  • 超大截面飞轮转子锻件锻造工艺研究与质量控制

    谢军;孙嫘;陈杰;黄涛;李映东;

    随着新型电力系统对动态无功功率补偿需求的提升,作为同步调相机核心部件的超大截面飞轮转子锻件(截面尺寸超过Φ2200 mm)制造面临锻透压实、变形均匀性及超声检测极限灵敏度等技术挑战。本文提出多方向多道次主变形锻造工艺方案,通过DEFORM-3D软件进行多火次全流程数值模拟优化了锻造工艺,并结合实际生产验证了其有效性。研究表明,该工艺显著提升了锻件心部的等效应变(达13以上),有效闭合了原始疏松缺陷;优化砧宽比(W/H=0.5~1.0)和压下速率(≤20 mm/s)后,解决了轴身与轴颈过渡区域变形不均匀问题。实际生产的超声检测结果表明,锻件轴身2 MHz、4 MHz、5 MHz频率探头检测声衰减稳定且符合标准要求,极限灵敏度达1.0 mm,无超标缺陷;力学性能满足技术要求,验证了工艺方案的合理性与可靠性,为同类超大截面转子锻件制造提供参考。

    2026年02期 No.230 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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  • 拐角铣削过程中拐角处底面过切成因分析与控制策略

    李国文;齐占福;杨希;范天琦;

    在拐角铣削工艺中底面过切是制约加工精度的关键问题。本文从刀具损耗、切削参数匹配、数控编程逻辑及机床动态特性等角度来剖析其形成机理,主要通过收集生产数据构建统计模型,结合对比实验量化各影响因素,从而识别出影响过切量的主要因素。据此提出刀具路径优化、刀具与参数协同调控以及机床性能升级的系统化解决方案,并通过量化对比数据来直观呈现改进效果。实验数据表明,本文提出的优化策略可显著抑制底面过切,提升拐角铣削的尺寸精度与表面质量,为精密加工技术优化提供理论参考与实践指导。

    2026年02期 No.230 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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检测与分析

  • 三维扫描技术在蒸发器下封头锻件毛坯余量分析及打点中的应用

    杨小康;张梁;谢如平;牟俊成;陈刚;伍云;

    针对核电蒸发器下封头锻件粗加工找正及借偏困难的问题,基于三维扫描技术提出了打点辅助找正的流程,包括数据获取及预处理、数据对齐及余量分析、封头打点这三部分内容,其后又对三维扫描测量系统的稳定性和打点精度进行了验证。研究表明:重复性测试结果的最大相对标准差为0.070%,远小于《测量分析系统(MSA)实用指南》提出的10%,测量系统的稳定性高;对比试验中的测量点在95%置信区间内的最大角度偏差为0.171°,最大尺寸位置偏差为2.306 mm,打点精度满足锻件毛坯粗加工找正的要求。

    2026年02期 No.230 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
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  • 某大型不锈钢管件开裂原因分析

    刘明;钟振前;马亚鑫;门正兴;

    某化工厂工艺冷凝液管线中材质为06Cr17Ni12Mo2的DN300不锈钢无缝管件发生开裂泄漏。通过宏观检验、渗透检测、微观断口分析、金相组织分析、化学成分分析及力学性能测试等手段,系统研究了其失效原因。结果表明:该管件的开裂性质为氯离子应力腐蚀开裂(Cl-SCC)。管件的化学成分与室温拉伸性能均满足GB/T 14976—2012标准要求。失效起源于管件内壁焊缝热影响区,在含有Cl~-和S~(2-)的腐蚀性介质、焊接残余应力与结构应力叠加形成的拉应力场以及热影响区材料敏化导致晶界弱化的共同作用下,裂纹以树枝状、网状形态由内向外扩展,最终穿透管壁导致泄漏。

    2026年02期 No.230 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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