《铸造》杂志

  202105期

试验研究高温合金检测技术工艺技术专访
期刊基本信息

邮发代号:8-40

主编:曲学良

副主编:刘冬梅

广告发行:王巧智、曹秀梅

电话: 024-25611775

编辑部:

024-25852311-205   25847830

journal@foundryworld.com

地址:沈阳市铁西区云峰南街17号

邮编:110022

  • 试验研究
    20Cr2Ni4A 齿轮钢天然气渗碳工艺研究
    刘国强1,2,王小海1,2,张  鹏1,2,李  军1,2,王  卓1,2,班永华1,2,蔡  红1 ,于庆峰1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于Creo从零件设计模型到铸件模型的特征处理方法
    刘江锋1 ,董玉德1 ,崔宇翔1 ,周 弓1 ,邹文兵2 ,刘颖卓2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Mg和RE氧化物混合粉末孕育AZ31B镁合金的组织和性能
    赵 兵,廖恒斌,杜 军
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热处理对铸造双相不锈钢组织与硬度的影响
    石少坤1 ,胡建文1,2,3,李 杰1 ,陆子彤1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔铸工艺对铜钢双金属复合材料组织性能作用规律
    任冰冰1 ,王元龙2 ,张吉贤1 ,隋大山2 ,郭志敏1 ,胡广洪2 ,杨小林1 ,罗长增1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔铸工艺对铜钢双金属复合材料组织性能作用规律
    任冰冰1 ,王元龙2 ,张吉贤1 ,隋大山2 ,郭志敏1 ,胡广洪2 ,杨小林1 ,罗长增1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高温合金
    Al含量对单晶高温合金1100 ℃长期时效后组织和持久性能的影响
    王旭东1,2,杨 忠1 ,刘丽荣3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    恢复热处理固溶温度对DD11单晶合金组织及持久性能的影响
    刘晨光,杨振宇,郑素杰,沈 滨,赵云松,吴庆辉,郑 帅,张 剑
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热等静压对DD419单晶高温合金组织与持久性能的影响
    李寒松1 ,孙士江2 ,刁爱民3 ,孙晶霞4 ,杨树林2 ,刘金来3 ,刘纪德4 ,孟 杰4 ,王新广4 ,李金国4
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大尺寸K465镍基高温合金母合金铸锭表面缺陷形成机理
    王树森1 ,舒德龙2 ,王振江2 ,谢 君2 ,梁 军3 ,荀淑玲2 ,侯桂臣2 ,于金江2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    基于 GD&T 的钛合金铸件尺寸系统分析
    朱梦秀1,2,钱 巍1,3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于铸件模态分析的音频检测信息提取
    徐从裕1 ,王 标1 ,洪 军2,朱庆宝2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    汽车发动机右悬置支架及螺栓断裂失效分析
    袁成逸,徐文雷,胡治春,冯雪桥,阳大云
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    砂型铸造铁路货车车钩铸钢钩体铸造工艺分析与验证
    郑宝堂
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    LFV生产超低碳不锈钢真空处理防喷溅工艺措施
    吴灯鹏,程新军
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    真空感应悬浮熔炼工艺的自动控制研究
    何永亮,李万青,严建强,刘静岩,刘新峰,严增男,张鹏程
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    新型三明治覆盖法提高球化剂中 Mg 的吸收率
    郭振峰,孙公军
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    异构骨架砂型铸造工艺设计及生产验证
    李燕霞,刘 畅,白日新
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于改进人工蜂群算法的砂型铸造打磨工序并行机调度
    陈发源1 ,卢旭锋1 ,侯蔼麟2 ,计效园1 ,王泽明2 ,周建新1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专访
    为压铸之美,奋楫笃行守初心 ——访中国机械工程学会铸造分会副理事长、清华大学熊守美教授
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 试验研究
    20Cr2Ni4A 齿轮钢天然气渗碳工艺研究
    刘国强1,2,王小海1,2,张  鹏1,2,李  军1,2,王  卓1,2,班永华1,2,蔡  红1 ,于庆峰1
    为了解决常规渗碳过程中存在效率低、污染重、成本高的问题,采用净化后天然气作为富化介质对20Cr2Ni4A齿轮钢进行渗碳处理。通过扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度仪、碳硫分析仪、残余应力检测仪等手段对常规渗碳与天然气渗碳后的显微组织、渗层成分、硬度梯度、碳浓度梯度、残余应力分布梯度进行检测,并对两种渗碳工艺的生产效率进行对比,同时也对天然气渗碳后的常、低温冲击断口形貌进行了分析。结果表明:与常规渗碳相比,当渗碳层深为(1.6±0.2)mm时,天然气渗碳可提升效率15%以上;可获得较为平缓的硬度梯度、碳浓度梯度分布和较高的渗层残余压应力。低温冲击断口形貌具有韧窝少而浅、准解理形貌和二次裂纹多等特征,同时局部区域出现沿晶断裂。天然气渗碳工艺可应用于高承载、长寿命重载齿轮的表面强化。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于Creo从零件设计模型到铸件模型的特征处理方法
    刘江锋1 ,董玉德1 ,崔宇翔1 ,周 弓1 ,邹文兵2 ,刘颖卓2
    针对铸造数值模拟前从零件设计模型到铸件模型的转化过程中,体加工特征处理和面加工特征处理的繁琐性、操作时的复杂性等问题,提出一种从设计模型到铸件模型特征处理的方法。该方法建立在实际生产需求和特征建模技术的基础上,以Creo 2.0为研发平台,实现了转化过程中特征处理的优化。首先基于特征识别,遍历模型中所有的特征,把不铸出特征进行批量抑制;其次,封装了柔性建模的偏移和替代命令,以加厚以及用参考面替代的方式实现了添加加工余量的要求。并以航天零件中的舱体为例验证了所提方法的有效性。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Mg和RE氧化物混合粉末孕育AZ31B镁合金的组织和性能
    赵 兵,廖恒斌,杜 军
    利用纯Mg和Mg-20Ce(La)氧化燃烧粉末对AZ31B合金熔体进行孕育处理,研究孕育细化效果和力学性能,并对含等量Ce和La的AZ31B合金进行对比。结果表明:氧化燃烧粉末可有效孕育细化AZ31B镁合金并提高其力学性能,其中Mg-20La氧化燃烧粉末细化效果最好,晶粒细化率达67%,抗拉强度、屈服强度与断裂应变提升最为显著,分别比AZ31B镁合金提升59%、31%和75%。热力学计算结果表明,Ce2O3和La2O3等氧化物在镁熔体中能被还原并生成Al4Ce与Al11La3化合物,吸附于α-Mg晶粒表面抑制晶粒生长,与MgO异质形核核心协同细化合金晶粒,改善了合金的力学性能。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热处理对铸造双相不锈钢组织与硬度的影响
    石少坤1 ,胡建文1,2,3,李 杰1 ,陆子彤1
    研究了固溶和时效处理对CD-4MCu双相不锈钢的微观组织、相含量、成分及硬度的影响。结果表明:随固溶处理温度的升高,CD-4MCu双相不锈钢中α相含量增加,γ相中Cr元素含量逐渐增多,Ni含量减少,细长条棒状γ相逐渐被短棒状或块状γ相取代,而且γ相逐渐粗化;宏观硬度与α相显微硬度均随固溶温度的升高而增加,时效处理后两相晶粒内及界面上均未见碳化物的析出,但硬度较铸态和固溶态都有明显提升。时效温度为460 ℃时,硬度达HBW 350,α相显微硬度与宏观硬度变化规律一致,固溶和时效态γ相的显微硬度变化很小。CD-4MCu双相钢固溶与时效后硬度的升高均与铁素体相含量增加有关。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔铸工艺对铜钢双金属复合材料组织性能作用规律
    任冰冰1 ,王元龙2 ,张吉贤1 ,隋大山2 ,郭志敏1 ,胡广洪2 ,杨小林1 ,罗长增1
    采用熔铸复合法制备了高铅青铜CuPb15Sn7/45钢双金属层状复合材料,研究了加热条件和冷却速率等工艺参数对铜钢复合界面和组织性能的影响规律。结果表明,当装炉温度为900 ℃,保温温度为1 015 ℃,保温时间为5 min并采用氮气冷却时,铜钢界面具有优异的冶金结合性能,界面拉伸断裂强度达到200 MPa;铜合金区铅颗粒分布较均匀,铅元素烧损量低于1%;钢基体的组织和晶粒尺寸分布合理,表现出优异的熔铸复合效果。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔铸工艺对铜钢双金属复合材料组织性能作用规律
    任冰冰1 ,王元龙2 ,张吉贤1 ,隋大山2 ,郭志敏1 ,胡广洪2 ,杨小林1 ,罗长增1
    采用熔铸复合法制备了高铅青铜CuPb15Sn7/45钢双金属层状复合材料,研究了加热条件和冷却速率等工艺参数对铜钢复合界面和组织性能的影响规律。结果表明,当装炉温度为900 ℃,保温温度为1 015 ℃,保温时间为5 min并采用氮气冷却时,铜钢界面具有优异的冶金结合性能,界面拉伸断裂强度达到200 MPa;铜合金区铅颗粒分布较均匀,铅元素烧损量低于1%;钢基体的组织和晶粒尺寸分布合理,表现出优异的熔铸复合效果。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高温合金
    Al含量对单晶高温合金1100 ℃长期时效后组织和持久性能的影响
    王旭东1,2,杨 忠1 ,刘丽荣3
    研究了两种不同Al含量单晶高温合金的热处理态组织和1 100 ℃不同时间长期时效处理后的组织形貌以及长期时效对两种合金持久性能的影响,考察Al含量对合金组织稳定性以及持久性能的影响机理。研究结果表明:两种不同Al含量的合金经完全热处理后,5.7Al合金与6.1Al合金的γ′相尺寸相当,和5.7Al合金相比,6.1Al合金的γ基体通道略窄,体积分数从65%增加至70%左右;1 100 ℃长期时效过程中,5.7Al合金的γ′相的长大速率低于6.1Al合金,TCP相的析出倾向明显小于6.1Al合金,5.7Al合金的组织稳定性高于6.1Al合金;经1 100 ℃长期时效处理的两种不同Al含量合金试样在1 120 ℃/137 MPa下的持久寿命均随长期时效时间延长而降低,长期时效1 000 h后,两种合金的持久寿命均约为热处理态的50%;在不同长期时效时间下5.7Al合金的持久寿命都略高于6.1Al合金。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    恢复热处理固溶温度对DD11单晶合金组织及持久性能的影响
    刘晨光,杨振宇,郑素杰,沈 滨,赵云松,吴庆辉,郑 帅,张 剑
    为修复单晶合金涡轮叶片退化组织及提高其持久性能,对一种第二代镍基单晶合金DD11进行1 070 ℃/3 000 h长期时效处理后再进行恢复热处理,研究了恢复热处理工艺中固溶温度对DD11单晶合金组织和持久寿命的影响。结果表明:恢复热处理可以有效消除长期时效处理试样中粗大γ′相组织并恢复其体积含量,使合金的组织和持久寿命恢复到完全热处理状态。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热等静压对DD419单晶高温合金组织与持久性能的影响
    李寒松1 ,孙士江2 ,刁爱民3 ,孙晶霞4 ,杨树林2 ,刘金来3 ,刘纪德4 ,孟 杰4 ,王新广4 ,李金国4
    在3种条件下对第二代单晶高温合金DD419进行了热等静压(HIP)处理,利用X射线三维成像技术(XRT)对处理后的样品进行表征,研究了热等静压对合金持久性能的影响。结果表明:热等静压处理能够显著降低孔洞的直径和数量。对于热等静压处理充分的样品,其孔隙率极低,持久寿命相较于热等静压之前提高了59%。对于热等静压处理不充分的样品,尽管孔隙率较小,但它们的持久寿命相较于热等静压之前并没有显著提升。由此说明,铸造和热处理过程中产生的孔洞对单晶高温合金的持久寿命有着重要影响,恰当的热等静压工艺对合金的持久性能有着改善的作用。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大尺寸K465镍基高温合金母合金铸锭表面缺陷形成机理
    王树森1 ,舒德龙2 ,王振江2 ,谢 君2 ,梁 军3 ,荀淑玲2 ,侯桂臣2 ,于金江2
    通过对大尺寸K465镍基高温合金母合金锭表面缺陷进行组织观察和缺陷附近的元素浓度分布测量,研究了表面气孔、细小裂纹及蛛网状裂纹的形成机理。结果表面,浇注期间,金属锭模内壁放气或内壁上附着的少量气体在钢液浇注瞬间体积增大,并延铸锭薄弱区域向合金锭内膨胀,是导致母合金锭表面产生孔洞的主要原因。锭模预热期间内壁形成的碳层被钢液卷入并与熔体中的Ti反应形成脆性较大的TiC,并在合金锭冷却收缩期间断裂,是表面产生细小裂纹的主要原因。而原料中通过精炼处理未完全消除的N元素杂质,以及由真空炉漏气产生的“过堂风”可促进熔体中形成的大量TiN颗粒,随合金液注入锭模后,局部TiN颗粒聚集引起该区域液相流动受阻,阻碍与周围区域的浓度交换,导致形成α-W;另一方面,TiN颗粒促进大量MC碳化物析出,使该区域与周围的组织差异性较大,导致该区域在合金锭冷却期间发生热裂,从而产生蛛网状裂纹。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    基于 GD&T 的钛合金铸件尺寸系统分析
    朱梦秀1,2,钱 巍1,3
    针对熔模铸造行业因产品过程尺寸分析不系统导致的收缩率数据误差较大及过程检测不合理问题,提出了一种将产品各要素及其特征(大小、方向、形状、位置)统筹与分解的系统化尺寸分析方法。以旋转体产品为例,利用现代蓝光检测技术,根据铸件结构特征,将GD&T运用至产品各工序的尺寸分析工艺制定中,对制造过程中产品各要素各特征的变化进行定性定量分析,并验证工艺的可靠性。根据结果能清晰有效分析出旋转体产品尺寸和形位的变化量及趋势,对于特异性的尺寸变化可快速分析出原因。通过将GD&T运用至熔模铸造产品尺寸跟踪中,能高效准确对产品尺寸进行定性和定量化分析,有利于提高产品尺寸精度,减少生产浪费,提高生产效益。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于铸件模态分析的音频检测信息提取
    徐从裕1 ,王 标1 ,洪 军2,朱庆宝2
    研究球墨铸铁和蠕墨铸铁在外部激励下的音频检测信息提取方法,用有限元对铸件的振动方程进行模态分析,获取铸件的振动模态云图,并根据振动模态云图,分析了铸件的各阶振动模态的特点以及激励与音频响应信号之间的输入输出关系,为球墨铸铁和蠕墨铸铁在线检测的音频检测信息的准确提取提供了科学依据。试验以某种型号的汽车飞轮球墨铸铁为例,进行了模态分析,并实测了20件样品,实测结果与模态分析结果高度吻合。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    汽车发动机右悬置支架及螺栓断裂失效分析
    袁成逸,徐文雷,胡治春,冯雪桥,阳大云
    汽车发动机右悬置支架及螺栓在试验场进行综合耐久试验时发生断裂失效。通过宏观检查、断口形貌、化学成分、金相组织及硬度等测试方法,分析了悬置支架和螺栓的断裂失效模式,并采用数值模拟方法进一步分析了断裂失效的原因。结果表明:悬置支架在交变载荷作用下,接触面之间发生相对滑移,导致连接螺栓发生疲劳断裂,最终导致悬置支架的断裂。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    砂型铸造铁路货车车钩铸钢钩体铸造工艺分析与验证
    郑宝堂
    应用AnyCasting软件对铁路货车17型车钩钩体铸钢件的工艺方案进行数值模拟,分析预测了初始工艺状态下铸件内部可能产生的缩孔缩松缺陷。通过车钩铸件铸造工艺生产验证和铸件解剖检查,验证了数值模拟结果的准确性。有针对性地采取工艺措施之后,铸造出质量合格的车钩铸件。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    LFV生产超低碳不锈钢真空处理防喷溅工艺措施
    吴灯鹏,程新军
    在使用EAF(电弧炉)+LF(钢包精炼炉)+VOD(真空吹氧脱碳精炼炉)设备冶炼超低碳不锈钢的真空处理阶段,钢液容易发生喷溅,影响正常生产和设备运行,甚至会引发安全事故。分析了钢液喷溅的成因,提出可操控的工艺整改措施,以降低钢液喷溅对真空处理过程的影响。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    真空感应悬浮熔炼工艺的自动控制研究
    何永亮,李万青,严建强,刘静岩,刘新峰,严增男,张鹏程
    简要介绍了冷坩埚真空感应悬浮熔炼装备的发展现状、应用及其组成。在实际熔炼合金的过程中,通过PLC对熔炼中的各项工艺数据采集、运算、存储、分析、优化,制定了的熔炼工艺曲线,PLC和工业计算机之间相互通讯使真空悬浮熔炼过程的逻辑控制与过程控制得以实现,并能够进行远程监控、控制、诊断与管理,保证了后续熔炼合金成分均匀及质量稳定。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    新型三明治覆盖法提高球化剂中 Mg 的吸收率
    郭振峰,孙公军
    对冲入法球化处理时,球化剂、孕育剂、覆盖剂的装包方法进行了介绍。合理称重后,采用分批分层,类似三明治形状的装包顺序,并采取逐层捣实、稍加覆盖的操作方法,可延缓球化反应起爆时间,延长球化反应时间,可使球化剂Mg的吸收率大幅度提高,球铁最终力学性能及金相组织均得到明显改善。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    异构骨架砂型铸造工艺设计及生产验证
    李燕霞,刘 畅,白日新
    异构骨架材质为ZL104,内腔结构复杂。根据其结构特点,采用手工造型砂型铸造方法对铸造工艺进行设计。通过实际生产验证,铸件内、外部质量达到技术指标的要求,获得了合格的铸件,证明了工艺方案的合理性和可行性。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于改进人工蜂群算法的砂型铸造打磨工序并行机调度
    陈发源1 ,卢旭锋1 ,侯蔼麟2 ,计效园1 ,王泽明2 ,周建新1
    多品种小批量砂型铸造企业打磨工序任务调度是一种并行机调度问题,针对现有人工调度模式下任务分配不均衡、铸件在部分工人处积压、资源配置不合理等问题,提出了一种人工蜂群算法 (Artificial Bee Colony algorithm,ABC)辅助的调度模式。首先,建立一种打磨工资系数计算方案,构建以最小化打磨工资系数和的差异、最小化每位工人打磨数量差异为优化目标的数学模型。然后,提出了改进的人工蜂群算法(Improved Discrete Artificial Bee Colony algorithm,IDABC),引入离散编码、采用启发式解码规则、使用防止近亲交配的交叉算子和嵌入禁忌搜索的侦察蜂等4个改进策略。再次,使用IDABC对5个不同规模的模拟数据集进行求解,实验结果显示IDABC在求解质量、求解速度和稳定性等方面均优于现有的标准ABC和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)。最后,通过1个月内实际调度效果对比,表明了IDABC辅助调度模式能够有效提升打磨任务分配的均衡性,避免铸件在部分工人处堆积,实现资源的合理配置。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专访
    为压铸之美,奋楫笃行守初心 ——访中国机械工程学会铸造分会副理事长、清华大学熊守美教授
    随着我国经济的飞速发展,压铸市场的空间不断扩展,在汽车、机械、电子、通讯、数码影视、军工等行业的需求逐年增加,各类压铸件产品的出口量也在大幅增加,极大地激发了压铸市场的迅速扩展,使压铸生产的规模和产业结构发生了变化。这种变化突出的表现为:专业压铸厂层出不穷、规模较大的压铸企业迅速增多、压铸企业生产流程延伸(后续加工)至直接交付零件、零件制造企业自行设立压铸厂、地域性的压铸产业集群逐渐形成并有所扩展、压铸件企业从供应商向服务商转型等。尤其这两年受新冠肺炎疫情影响,中国很好的疫情控制措施,也为中国压铸业带来发展机遇,需求市场希望利用中国的产能,压铸产能开始向中国转移。这种蒸蒸日上的势头,呈现出我国压铸业的大好前景。 为了更深入地展示我国压铸技术和产业发展情况,《铸造》杂志于今年组织了两期压铸专栏,同时将采访一些压铸领域的专家学者和企业,挖掘更多的压铸人和压铸事。2021年3月全国压铸行业年会在深圳召开,清华大学熊守美教授是本次会议专家组织委员会主席,熊教授多年来一直从事压铸铝镁合金的研究工作,也取得了很大的成绩,本刊专程去清华大学拜访了我国压铸领域的专家熊守美教授,就其在压铸领域所做的研究和开发工作及压铸领域的一些问题请教了熊守美教授。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]