《铸造》杂志

  201907期

镁合金试验研究铸造设备工艺技术铸造前沿
期刊基本信息

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主编:曲学良

副主编:刘冬梅

广告发行:王巧智、曹秀梅

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  • 镁合金
    Ce对铸造Mg-5Al-2Si合金中Mg2Si相改性及力学性能的影响
    朱文杰 1,2 ,李德江 1 ,曾小勤 1 ,Seul?Bi?Lee 2 ,Ik?Min?Park 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Zr对Mg及Mg-Zn合金中杂质Fe含量及腐蚀性能的影响
    杨初斌 1,2 ,张?禛 1 ,蒋馨怡 1 ,罗?宁 1 ,张小联 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    压力下金属化合物MgZn2和Mg2Y力学性能的第一性原理研究
    高?岩 1,2 ,毛萍莉 1 ,刘?正 1 ,王?峰 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Gd含量对Mg-xGd-1.0Y-1.0Zn-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响
    钟罗喜,袁?淑,张?奇,李林峰,杨明波
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    La对AZ80镁合金组织和性能的影响
    敖?东,张倩倩,杨艳国,尤?博,林永威,唐?欣
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    温度场对电磁搅拌镁合金组织性能影响
    战?春,于宝义,郑?黎,于博宁
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    氩气除氢对AZ91镁合金力学性能及耐蚀性能的影响
    贾?征 1,2,3 ,李展志 1 ,乐启炽 3 ,俞玉祥 1 ,汪?威 1 ,高爱林 1 ,涂季冰 1 ,崔建忠 3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    试验研究
    原位自生TiB2/2014Al复合材料挤压铸造
    薛?菁,王朦朦,王?俊,高海燕
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    真空感应熔炼工艺对镍基高温合金氧氮含量的影响
    马秀萍,周同金,刘东方,万旭杰,孟 宇,张华霞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    敏化处理温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织和腐蚀性能的影响
    周文倩 1 ,马伟伟 1 ,崔?冲 1 ,孙玉福 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造TiAl合金的凝固偏析特征
    胡海涛,张熹雯,朱春雷,李?胜,张?继
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造设备
    快速换模机构在铁型覆砂造型机中的应用
    朱?丹,潘东杰,夏小江
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    冲天炉水冷风口的历史和现状
    张宠元 1 ,杨?彬 1 ,姜?全 2 ,张?明 3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    大功率内燃机车柴油机缸套材料及铸造工艺的研究
    杨志刚,肖恭林,穆彦青,张忠腾,喻光远
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高锰钢辙叉模型跟趾端成组化设计
    吴?牧
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    冷冻机体铸件平做立浇铸造工艺
    陈宗民 1 ,陈?强 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型铸铁薄壁型架底座的铸造工艺
    陈超英 1 ,张梦娟 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型转轮体铸造工艺研究
    梁?敏 1,2,3 ,贾冠飞 1,2,3 ,周?璟 1,2 ,杨继红 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    DISA线生产优质铸件的工艺技术研究与应用
    任现伟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于华铸CAE的R3球阀阀体铸造工艺优化
    于秋华,臧传明,许乐乐,殷昌尖
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造前沿
    立足材料前沿 勇攀科技高峰——记西北工业大学凝固技术国家重点实验室
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    奋战科研一线 实现成果转化——记河北工业大学材料科学与工程学院材料成形与控制团队
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  • 镁合金
    Ce对铸造Mg-5Al-2Si合金中Mg2Si相改性及力学性能的影响
    朱文杰 1,2 ,李德江 1 ,曾小勤 1 ,Seul?Bi?Lee 2 ,Ik?Min?Park 2
    利用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜等分析测试手段,研究了不同Ce添加量对重力铸造Mg-5Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加Ce以后,合金中主要存在α-Mg相、汉字状Mg 2 Si相、多边形Mg 2 Si相、细小的Al 11 Ce 3 和CeSi 2 相;稀土Ce的加入改变了合金中Mg 2 Si相的尺寸、形貌与分布;随着Ce含量增加,汉字状Mg 2 Si相的平均长度大幅度减小,共晶Mg 2 Si相的形貌由粗大的汉字状转变为多边形状;当Ce添加量为0.4%时,试验合金的力学性能达到最佳,而增加至0.8%时,合金的力学性能反而下降。拉伸断口形貌也揭示了合金的力学性能情况。因此,适当的Ce添加量(0.4%)可以有效地改性Mg 2 Si相,从而提高合金的强度和伸长率。
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    Zr对Mg及Mg-Zn合金中杂质Fe含量及腐蚀性能的影响
    杨初斌 1,2 ,张?禛 1 ,蒋馨怡 1 ,罗?宁 1 ,张小联 1
    通过热力学与动力学分析了Zr对杂质Fe的纯化作用,采用电化学和析氢法研究了Zr、Fe对Mg及Mg-Zn合金腐蚀性能的影响规律。结果表明,Zr对Mg及Mg-Zn合金中的杂质Fe具有显著的纯化效果,结合适当的熔炼工艺可获得高纯镁及其合金。镁及其合金的耐腐蚀性能随着Fe含量增加而降低,当Fe含量高于临界值时,腐蚀速度急剧增加。Zr的添加可使Fe含量低于临界值,但过量的Zr同样会降低镁合金的抗腐蚀性能。
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    压力下金属化合物MgZn2和Mg2Y力学性能的第一性原理研究
    高?岩 1,2 ,毛萍莉 1 ,刘?正 1 ,王?峰 1
    为了研究压力对Mg-Zn-Y合金性能的影响,利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了Mg-Zn-Y合金中金属化合物MgZn 2 和Mg 2 Y在0~40 GPa的高压环境下的力学性能,以及MgZn 2 和Mg 2 Y的晶胞参数。结果表明,Mg 2 Y在高压环境下比MgZn 2 易于压缩。基于弹性常数C ij 的研究结果,分析了MgZn 2 和Mg 2 Y的体积模量(B)、剪切模量(G)、杨氏模量(E)、泊松比(ν)、各向异性指数(A)等力学参数。结果表明,MgZn 2 和Mg 2 Y在高压环境下均表现出塑性特征和延性特征以及良好的力学性能;进一步分析表明MgZn 2 的抗剪切能力、抵抗外力变形能力、刚度等性能要优于Mg 2 Y。随着压力的增加,MgZn 2 的塑性和延性同时降低,而Mg 2 Y的塑性与延性呈现增强趋势。
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    Gd含量对Mg-xGd-1.0Y-1.0Zn-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响
    钟罗喜,袁?淑,张?奇,李林峰,杨明波
    通过光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、差热分析(DSC)、能谱分析(EDS)和拉伸试验研究了Gd含量对Mg-Gd-1.0Y-1.0Zn-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-Gd-1.0Y-1.0Zn-0.5Zr镁合金铸态微观组织主要由α-Mg、Mg 5 (Gd,Y)和Mg 24 (Y,Gd) 5 相组成。此外,含10.5wt%Gd的铸态合金具有最优良的力学性能,其室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了200 MPa、150 MPa和5.8%。
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    La对AZ80镁合金组织和性能的影响
    敖?东,张倩倩,杨艳国,尤?博,林永威,唐?欣
    利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子万能拉伸试验机、AUT85729电化学工作站等设备研究了La对AZ80镁合金组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着La的加入,铸态和挤压态AZ80合金的组织性能都得到了改善,晶粒尺寸减小,形成了新的杆状Al 11 La 3 相,但随着La含量的增加,杆状Al 11 La 3 的大小和数量逐渐增加,β-Mg 17 Al 12 相受到抑制,数量减少。La的添加提高了AZ80镁合金的强度和延展性,但当La含量增加到1%时,挤压AZ80合金的强度和延展性降低。采用电化学极化曲线测定了AZ80+xLa合金的耐腐蚀性,结果表明,La的加入提高了AZ80镁合金的耐蚀性。加入0.5%La后,AZ80镁合金力学和耐腐蚀综合性能达到最佳。
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    温度场对电磁搅拌镁合金组织性能影响
    战?春,于宝义,郑?黎,于博宁
    采用数值模拟结合试验的方式探究旋转磁场条件下温度场对AZ31镁合金组织性能的影响。在旋转磁场作用下,液态AZ31镁合金随着温度的降低流动速度先增加后减小,且越靠近边缘流速越小。由于凝固时温度变化,管坯晶粒在沿径向上有边缘粗大中间细小的分布规律,力学性能也随之有着边缘低中间高的体现。空气冷却与水冷却性能对比表明,水冷却有助于晶粒细化和控制第二相分布,使力学性能得以提升。
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    氩气除氢对AZ91镁合金力学性能及耐蚀性能的影响
    贾?征 1,2,3 ,李展志 1 ,乐启炽 3 ,俞玉祥 1 ,汪?威 1 ,高爱林 1 ,涂季冰 1 ,崔建忠 3
    研究了氩气除氢对AZ91镁合金力学性能及耐蚀性能的影响,除氢的效果用固态测氢法来表征。结果表明,应用氩气除氢可大幅度地降低氢含量,除气率为50.7%,此时铸锭室温下R m =200 MPa,R 0.2 =128 MPa,A=5.2%,抗拉强度和屈服强度比未除氢时分别提高24.2%和5.8%。全浸腐蚀试验结果表明,除氢处理使合金铸锭平均腐蚀速率降低了39.5%。基于以上结果,研究了AZ91镁合金含氢量与力学性能之间的相关性,结果表明降低镁合金的含氢量可显著提高铸态合金的室温力学性能,当含氢量为11 cm 3 /100 g时,进一步降低含氢量,对力学性能的影响不大。
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    试验研究
    原位自生TiB2/2014Al复合材料挤压铸造
    薛?菁,王朦朦,王?俊,高海燕
    采用氟盐反应法制备了原位自生5vol.%TiB 2 /2014Al复合材料,研究了原位自生复合材料挤压铸造成形工艺,以及挤压铸造对复合材料组织和性能的影响。结果表明:挤压铸造能够制备合格的TiB 2 /2014复合材料薄壁铸件;相比2014 Al基体合金,复合材料表现出较差的挤压铸造成形性;挤压铸造可减少铸造缺陷,细化基体组织,显著改善原位自生TiB 2 颗粒的分散性;与重力铸件相比,复合材料挤压铸件的力学性能显著提高。
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    真空感应熔炼工艺对镍基高温合金氧氮含量的影响
    马秀萍,周同金,刘东方,万旭杰,孟 宇,张华霞
    研究了真空感应熔炼过程中不同熔化时间和精炼工艺对合金中氧和氮含量的影响。结果表明:镍基高温合金中氧和氮含量随着合金中铬含量增加呈增加趋势;熔化30 min时,合金中氧和氮含量分别降低36%和14%。随着精炼时间的延长,氮含量呈下降趋势,氧含量在精炼前30 min呈降低趋势,精炼40 min时氧含量反而增加。精炼过程中增加电磁搅拌后,提高了脱除氧氮速率,同时也提高了坩埚增氧速率。当精炼30 min时氧和氮脱除量比无电磁搅拌精炼工艺分别提高17%和22%;精炼时间达到40 min时,氮含量持续降低25%,而氧含量比无电磁搅拌精炼工艺增加12%。
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    敏化处理温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织和腐蚀性能的影响
    周文倩 1 ,马伟伟 1 ,崔?冲 1 ,孙玉福 2
    利用OM、SEM及Cu-H 2 SO 4 -CuSO 4 腐蚀试验方法、双环电化学动电位活化法和电化学阻抗谱,研究了不同敏化温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织特征和晶间腐蚀的影响。结果表明:敏化处理后试样的显微组织为奥氏体,晶界上有析出物;不同敏化温度奥氏体不锈钢的腐蚀敏感性不同,经过相同条件的固溶处理,800 ℃敏化处理6 h的试样耐腐蚀性能较差,此高氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感温度约为800 ℃。
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    铸造TiAl合金的凝固偏析特征
    胡海涛,张熹雯,朱春雷,李?胜,张?继
    采用扫描电镜背散射模式和电子探针成分分析研究了TiAl合金铸锭的凝固偏析特征。结果表明,沿柱状晶生长方向合金元素不存在宏观偏析。TiAl合金铸锭的微观偏析按照衬度差别可分为三个区域,呈网状分布的暗灰色区域,以及网格中间的灰色和灰白色区域,其中灰白色区域呈现枝干分布特点。合金元素Ti和V在灰白色区域的含量最高,暗灰色区域的含量最低。Al在暗灰色区域的含量最高,灰白色区域的含量最低。Cr在暗灰色区域的含量最高,灰色区域的含量最低。平行柱状晶生长方向和垂直柱状晶生长方向合金元素的微观偏析特征没有差别,柱状晶内和柱状晶界附近合金元素的微观偏析特征也没有差别。
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    铸造设备
    快速换模机构在铁型覆砂造型机中的应用
    朱?丹,潘东杰,夏小江
    介绍了铁型覆砂铸造的优势及铁型覆砂造型机的用途,提出目前铁型覆砂造型机换模存在的问题和厂家对造型机换模的要求。对铁型覆砂造型机换模机构进行了多次设计、开发及生产实践,研制出一种快速换模机构。该机构较好解决了铁型覆砂铸造机模具更换存在的问题,已经成功应用在部分自动化程度高的造型机上。该机构将在多种铁型覆砂造型机上应用,以提高铁型覆砂造型机的换模效率与整机的自动化程度,这为铁型覆砂造型机实现“0”等待换模奠定基础。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    冲天炉水冷风口的历史和现状
    张宠元 1 ,杨?彬 1 ,姜?全 2 ,张?明 3
    简述了中国冲天炉水冷风口技术的发展历史与现状,描述了水冷风口的结构和冷却水冷却原理,分析了不同结构的水冷风口的冷却水流动速度,评述了目前使用的三种冲天炉水冷风口。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    大功率内燃机车柴油机缸套材料及铸造工艺的研究
    杨志刚,肖恭林,穆彦青,张忠腾,喻光远
    大功率内燃机缸套作为发动机核心部件之一,其性能直接影响着整机的使用。详细分析了化学成分、孕育剂种类和孕育处理方式对合金铸铁材料微观组织和力学性能的影响,并借用MAGMA凝固数值模拟、中空型芯设计等方法对某缸套的铸造工艺进行了分析和优化。通过试验研究,有效控制了合金铸铁材料的石墨形态和石墨长度,解决了缩松、气孔质量问题,最终生产出质量符合要求的铸件。
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    高锰钢辙叉模型跟趾端成组化设计
    吴?牧
    采用高锰钢辙叉模型跟趾端成组化设计,规避模型跟趾端传统设计芯盒的工艺,直接消除了铸造生产过程中由于人工制芯组芯带来的一系列铸造缺陷。成组化设计取消了制芯作业工序,优化了造型工艺,提高了铸型质量与生产效率。
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    冷冻机体铸件平做立浇铸造工艺
    陈宗民 1 ,陈?强 2
    介绍了一种冷冻机体铸件的平做立浇铸造工艺方法。该铸件属于薄壁箱体类铸件,外廓、内腔结构均很复杂,由于工作环境有承压和渗漏要求,铸件不允许有任何缺陷,并要进行压力渗漏试验。采用平做立浇工艺,兼顾了造型和液态金属充型的双重要求。在浇注系统中采用底雨淋加阶梯式浇注系统,使金属液分散进入型腔,并通过控制浇注系统各单元的截面比实现分层平稳注入。按照平做立浇工艺,设计了专用工装。该工艺降低了造型高度、方便了型芯装配,使浇注过程平稳,温度场均衡,实现了同时凝固,降低了铸造热应力。
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    大型铸铁薄壁型架底座的铸造工艺
    陈超英 1 ,张梦娟 2
    针对大型铸铁薄壁型架底座铸件的铸造工艺设计,对铸件的技术要求及结构进行了分析。合理地选择灰铸铁材质并对其熔炼工艺及铸件的浇注位置、浇注系统、冒口设置等铸造工艺进行了设计,并采用MAGMA数值模拟对铸件质量及工艺参数进行分析验证。最后成功地生产出了合格的底座铸件。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型转轮体铸造工艺研究
    梁?敏 1,2,3 ,贾冠飞 1,2,3 ,周?璟 1,2 ,杨继红 1
    通过转轮体的结构分析,根据热节法、模数法设计冒口、补贴、冷铁等工艺参数,借助MAGMASOFT模拟软件优化了铸造工艺设计。通过对转轮体的材料成分、熔炼工艺、铸造工艺的优化及实施工艺过程控制,成功生产出净重155 t的ZG20Mn转轮体铸件,而且铸件的内、外部质量都达到技术指标要求,证明了改进工艺方案和工艺参数选择的合理性。
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    DISA线生产优质铸件的工艺技术研究与应用
    任现伟
    随着铸造工艺技术的不断创新和进步,特别是先进铸造设备的开发和应用水平的提高,使得我国铸造行业向机械化、电子化和智能化方向发展的力度不断增大。从如何应用DISA无箱射压自动造型机生产优质铸件为出发点,研究与之相关的工艺技术和生产应用过程中的控制要点,以期能为铸造企业生产优质铸件提供借鉴。
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    基于华铸CAE的R3球阀阀体铸造工艺优化
    于秋华,臧传明,许乐乐,殷昌尖
    R3球阀阀体在铸造生产中,在两边法兰下部夹窝处发现大量缩松,导致阀体在试压时产生泄露。使用华铸CAE软件对R3球阀阀体熔模铸造过程进行了模拟,模拟结果与实际产品相符。基于上述结果,对原工艺尺寸、结构更改设计进行了优化,并进行数值模拟验证与生产验证,结果显示,优化后的方案有效遏制缩松产生,提高了铸件的合格率。
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    铸造前沿
    立足材料前沿 勇攀科技高峰——记西北工业大学凝固技术国家重点实验室
    国家重点实验室作为国家科技创新体系的重要组成部分,是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展高水平学术交流、科研装备先进的重要基地。作为目前我国顶尖的科研平台,国家重点实验室在科学前沿探索和解决国家重大需求方面发挥了非常重要作用,在科学研究方面取得不少具有国际先进水平的成果。西北工业大学一直坚守为国防服务的办学理念,凝固技术国家重点实验室的主要研究方向都是针对国防装备技术的前沿。对前沿科学技术的认知和掌握需要科研人员重复做上千次、上万次的试验,默默地攻克一个又一个技术难关,正是他们的坚持、坚守和不懈努力,才会使我们的科研成果成功地运用到国家的高端装备制造业中,才能够兴国、兴邦,实现伟大的中国梦。凝固技术国家重点实验室自建成以来,一代代的科研人,薪火相传,不断地积累,才有了今天令人瞩目的成绩,他们充分发挥平台的作用,面向国际科技前沿、学科发展以及国家重大战略需求,凝炼发展目标和研究方向,开展了原创性、系统性的科学研究,打造了一支支高水平的研究团队,培养和汇聚了一批批高层次的学科领军人才,在探索材料科学的道路上,不断前行,勇攀高峰。
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    奋战科研一线 实现成果转化——记河北工业大学材料科学与工程学院材料成形与控制团队
    科研的目的就是将科技成果转化成生产力,从而推动社会进步,近几年国家也在大力推进科技成果的转化。在我国铸造科研领域中,也有一大批科研人员,在科技成果转化的道路上默默耕耘,努力将科研成果转化成产品,从而推进行业的进步。河北工业大学材料科学与工程学院就有一支这样的团队,他们以刘金海教授、李国禄教授为学术带头人,在铸造专业领域脚踏实地,努力钻研,无论在教学还是科研方面都真正做到了理论联系实际,使科研产品真正应用到生产实践中。
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