《铸造》杂志

  202108期

铸钢•铸铁有色合金试验研究工艺技术人才培养
期刊基本信息

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主编:曲学良

副主编:刘冬梅

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  • 铸钢•铸铁
    缩松对铁素体球墨铸铁QT400-18L力学性能和断裂机理的影响
    王泽华,梅 婉,蔡有伟,周泽华,赵伟华,张 欣
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    定向凝固技术在高铬铸铁中的应用
    平兆福 郑宝超 涂小慧 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有色合金
    磷变质处理对Al-12.68Mg-7.32Si合金组织和力学性能的影响
    杜 阳 索忠源 姜 峰 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Mg对过共晶Al-Si合金组织改性作用研究
    顾伟璐 陆从相 周鹏飞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    纤维状γ-Mg17Al12共晶相的制备及其对镁合金力学性能的影响
    徐 畅 1 ,张祝群 2 ,代鹏林 1 ,阔 洋 1 ,林小娉 1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    试验研究
    La2O3含量对(TiC+TiB)/IMI834复合材料组织及耐磨性的影响
    郑博文 袁晓光 董福宇 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    La和Ce掺杂对α-Al结构和弹性性质影响的第一性原理研究
    许 乾,傅高升,宋莉莉等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    50%回炉料熔炼K417G合金的组织和性能
    倪 伟 于兴福 满延林
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    氧化铁附加物对自硬呋喃树脂砂发气量与发气速率的影响
    万 鹏 吴海军 殷亚军 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于LCA的铸造静压造型线环境影响分析
    郑孟超 吴进军 袁 骏 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    K403高温合金复杂薄壁件的铸造工艺研究
    岑孟江 陈晓强 陈超英 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高铁挂架熔模铸造工艺优化
    刘继广 王殿飞 方晓刚 等
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    ZL114A尾减机匣铸件铸造工艺研究
    李华文 岳 野 阮 明 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    重力倾转铸造工艺在铝合金底盘结构件上的应用
    张云峰 丛培军 张 鹏 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    柴油发动机铸件铸造工艺优化设计
    范 伟 李永刚 张聚辉 等
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    应用惰性气体保护技术提高活塞铸件成品率
    崔岁绵 刘永军 李 强 等
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    抛丸和底漆共线连续式生产线方案设计
    方 伊
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    人才培养
    英文科技论文写作要点及常见问题
    张春艳 赵亚芳 刘冬梅
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  • 铸钢•铸铁
    缩松对铁素体球墨铸铁QT400-18L力学性能和断裂机理的影响
    王泽华,梅 婉,蔡有伟,周泽华,赵伟华,张 欣
    制作了不同程度缩松缺陷的QT400-18L球墨铸铁试样,研究了缩松对铁素体球墨铸铁力学性能和断裂机理的影响。结果表明:QT400-18L的抗拉强度Rm随缩松孔面积率rp的增加呈线性下降,可表示为Rm=358-352rp(MPa);QT400-18L的断后伸长率随着缩松的出现而急剧下降,且缩松分布越集中,断后伸长率越小;QT400-18L的疲劳寿命随缩松的增加而急剧下降,在σmax=150 MPa、r=0的轴向循环载荷作用下,其疲劳寿命N与缩松孔面积率rp可表示为N=5.79×103rp-1.4,缩松孔面积率rp和缩松孔尺寸越大,疲劳寿命越短。缩松对QT400-18L的断裂机理影响不大,不规则石墨颗粒和缩松的锐角都有可能成为裂纹源,所以球墨铸铁疲劳源众多,疲劳断口形貌复杂。
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    定向凝固技术在高铬铸铁中的应用
    平兆福 郑宝超 涂小慧 等
    高铬铸铁中M7C3型碳化物使其具有出色的耐磨、耐腐蚀性能。定向凝固技术可实现碳化物的定向排列,具有特定碳化物取向的高铬铸铁其硬度、耐磨性能有别于普通高铬铸铁。本文介绍了高铬铸铁的发展及特性,描述了定向凝固技术的特点。在此基础上,总结了铸造耐磨合金硬质相定向凝固的研究进展,并对定向凝固技术在高铬铸铁中的研究方向进行了展望。
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    有色合金
    磷变质处理对Al-12.68Mg-7.32Si合金组织和力学性能的影响
    杜 阳 索忠源 姜 峰 等
    研究了P变质处理对过共晶Al-12.68Mg-7.32Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着P添加量的增加,合金中初生Mg2Si形貌由铸态时粗大树枝状和板块状转变为细小的近球状和多边形,棱角完全钝化,尖角消失,其尺寸得到了显著细化,最小平均尺寸为13.91μm;共晶Mg2Si形貌由长片层状向短片层状、细杆状和颗粒状转变。当P添加量为0.1%时,合金抗拉度和伸长率达到值,分别为151.9 MPa和3.12%,同铸态相比,抗拉强度提升了96%,伸长率提升了136%,合金断裂形式为韧-脆混合断裂。
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    Mg对过共晶Al-Si合金组织改性作用研究
    顾伟璐 陆从相 周鹏飞
    利用Thermo-Calc软件模拟计算了Al-17Si-xMg(x=0~10%)相图,在Mg含量为4.6%和6.8%这两个临界点时,液相线温度、二元共晶反应温度以及Mg2Si的形成温度区间都在改变。当Mg含量由0增加至4.6%时,从二元L→Al+Si反应向三元L→AL+Si+Mg2Si反应转变,共晶反应温度不断下降随后保持不变。共晶的转变致使共晶Si由长条状转变为短杆状,因此提高了整体硬度,尽管初生Mg2Si的硬度比初生Si小的多。
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    纤维状γ-Mg17Al12共晶相的制备及其对镁合金力学性能的影响
    徐 畅 1 ,张祝群 2 ,代鹏林 1 ,阔 洋 1 ,林小娉 1,2
    利用CS-1V型六面顶液压机在4 GPa高压下对Mg-Al二元合金进行凝固,使用SEM、XRD等分析手段研究了高压下共晶γ-Mg17Al12与α-Mg相界面、形貌、数量以及试验合金力学性能提升机制。结果表明,4 GPa高压下,Mg-Al二元合金α-Mg枝晶间初始发生共晶转变的原始合金Al量由石墨型(5℃水冷,常压)的7%提高到15%,共晶相γ-Mg17Al12形貌由常压下棒间距为1 500 nm的棒状共晶转变为高压下层片间距仅有50 nm的纤维状,经计算高压下γ-Mg17Al12相/α-Mg间面点阵错配度为5.5%。高压下纤维状共晶γ-Mg17Al12相所产生的第二相强化与α-Mg枝晶组织细晶所产生的细晶强化、Al溶质在α-Mg基体中固溶量增大所产生的固溶强化等综合强化效应使高压凝固Mg-15Al和Mg-20Al合金具有高硬度(>HV100)、高强度(>500 MPa),同时还维持一定的塑性(>20.0%)。
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    试验研究
    La2O3含量对(TiC+TiB)/IMI834复合材料组织及耐磨性的影响
    郑博文 袁晓光 董福宇 等
    采用原位自生熔铸法制备了不同La2O3含量的钛基复合材料,研究了La2O3含量对钛基复合材料的显微组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明:通过原位生成La2O3颗粒在钛合金基体中弥散分布,这些颗粒可以阻碍位错和晶界的运动,对复合材料有一定弥散强化作用;与未添加La2O3钛基复合材料相比,添加0.2vol.%La2O3后,(TiB+TiC)/IMI834钛基复合材料显微组织及性能达到,洛氏硬度HRC从52.1增加到55.1,比磨损率从4.06×10-7mm3/N·mm减少到3.05×10-7mm3/N·mm,平均摩擦系数从0.30降低至0.24,磨损面仅存在较浅的犁沟,磨损机制为轻微的磨粒磨损。
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    La和Ce掺杂对α-Al结构和弹性性质影响的第一性原理研究
    许 乾,傅高升,宋莉莉等
    采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,从原子尺度对La和Ce掺杂α-Al的几何结构、弹性性质和态密度进行计算分析,为铸造Al-RE系合金的开发提供理论依据。几何结构分析表明,La和Ce掺杂改变了α-Al的结构参数,Al-Ce固溶体的结合能比Al-La固溶体低,即Al-Ce固溶体的结构稳定性较高;弹性性质分析表明,La和Ce掺杂降低了α-Al的弹性模量,削弱了α-Al的抗变形能力,使体系的对称性下降,从而表现出一定的各向异性,这种变化以La掺杂α-Al较为明显;态密度分析表明,La和Ce掺杂所形成的固溶体在费米能级处的态密度不为0,掺杂会引发费米能级附近区域态密度增加,使体系表现出一定的金属性质,从而引起体系强度、硬度降低,塑性、韧性提高。
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    50%回炉料熔炼K417G合金的组织和性能
    倪 伟 于兴福 满延林
    自硬树脂砂与其他粘结剂砂相比,具有常温和高温强度高、铸件尺寸精度高、旧砂再生回用率高等优点,然而其发气量和发气速率过大往往会导致铸件气孔类缺陷。氧化铁附加物是一种较常见的改善铸件气孔类缺陷的添加物。本研究采用发气性测量仪研究不同温度下氧化铁附加物添加量对自硬呋喃树脂砂发气量和发气速率的影响。若单考虑发气量和发气速率,有色合金铸件浇注温度下在树脂砂中加入1%~4%的氧化铁附加物确实能减少铸件气孔类缺陷发生的概率,铸钢件或者铸铁件浇注温度下,则需要将氧化铁的添加量控制在2%以下才能减少铸件气孔类缺陷发生的概率。
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    氧化铁附加物对自硬呋喃树脂砂发气量与发气速率的影响
    万 鹏 吴海军 殷亚军 等
    自硬树脂砂与其他粘结剂砂相比,具有常温和高温强度高、铸件尺寸精度高、旧砂再生回用率高等优点,然而其发气量和发气速率过大往往会导致铸件气孔类缺陷。氧化铁附加物是一种较常见的改善铸件气孔类缺陷的添加物。本研究采用发气性测量仪研究不同温度下氧化铁附加物添加量对自硬呋喃树脂砂发气量和发气速率的影响。若单考虑发气量和发气速率,有色合金铸件浇注温度下在树脂砂中加入1%~4%的氧化铁附加物确实能减少铸件气孔类缺陷发生的概率,铸钢件或者铸铁件浇注温度下,则需要将氧化铁的添加量控制在2%以下才能减少铸件气孔类缺陷发生的概率。
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    基于LCA的铸造静压造型线环境影响分析
    郑孟超 吴进军 袁 骏 等
    为综合评估铸造静压造型生产线制造过程对环境的影响,以某型号铸造静压造型生产线为研究对象,基于生命周期评价方法构建了评价模型,重点结合其典型结构及生产工艺过程,对静压造型线产品制造的气候变化指标(GWP)、初级能源消耗(PED)与水资源消耗(WU)进行了计算分析。结果表明,GWP、PED、WU指标分别为8.7286×105kg CO2 eq.,1.105×107MJ,.56×106kgH2O;静压造型生产线研制过程各部件的环境影响水平与其部件重量呈正相关性,对环境影响贡献率为砂箱台车;对GWP指标优化降低最有效部件为静压线主机,对PED指标优化降低最有效部件为液压系统,对WU指标优化改进最有效部件为钢结构。研究表明,典型机电装备的轻量化设计、选用更为清洁低耗生产的原材料、采用更为节能的加工工艺是降低其环境影响指标的主要路径。
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    工艺技术
    K403高温合金复杂薄壁件的铸造工艺研究
    岑孟江 陈晓强 陈超英 等
    对K403复杂薄壁铸件进行了铸造工艺研究,包括铸件结构分析、浇注系统设计、工艺参数确定等。铸件在试制过程中出现了浇不足缺陷,为此设计了正交试验对浇注工艺进行优化,数值模拟和极差分析,结果发现,对充型影响的排序为浇注温度>浇注系统>型壳温度,并且不同浇注方案下的流量分配有较大差异。选取的一个方案进行了试验验证,铸件充型完整,且表面质量良好。
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    高铁挂架熔模铸造工艺优化
    刘继广 王殿飞 方晓刚 等
    高铁挂架作为轨道交通自动门驱动关键零部件,其内部质量和力学性能有较高的要求。针对传统焊接工艺生产的挂架所存在的条渣、裂纹等缺陷,作者提出以铸代焊的工艺方法,根据挂架结构特点设计挂架熔模铸造工艺方案,并利用有限元模拟软件分析挂架充型凝固过程,预测缺陷位置,通过实际生产对比缺陷位置以验证工艺方案可靠性。为进一步减少缩孔缩松等缺陷,随后采用正交试验获得工艺参数,并分别设计圆台形、球形冒口进行补缩,使铸件缺陷由7.26 cm3降至0.15 cm3。结果表明,优化方案可得到高质量的挂架铸件,其工艺设计思路也可为类似结构的精铸件生产提供参考。
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    ZL114A尾减机匣铸件铸造工艺研究
    李华文 岳 野 阮 明 等
    尾减机匣是直升机尾减速器上的关键部件,铸件材质为ZL114A合金。根据尾减机匣的结构特点,对其进行铸造工艺设计并基于ProCAST数值模拟软件进行工艺优化。结果表明,在铸件的关键区域放置冒口、浇道并配合冷铁设计,能较好保证铸件厚大凸台补缩,生产出具有较好内部铸造质量的合格尾减机匣铸件。
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    重力倾转铸造工艺在铝合金底盘结构件上的应用
    张云峰 丛培军 张 鹏 等
    介绍了采用重力倾转铸造工艺开发生产的铝合金底盘结构件。该底盘结构件为某欧系豪华品牌底盘副车架支架,材质选用ALSi7Mg0.3,重量约3 kg,尺寸范围330 mm×260 mm×250 mm,最小壁厚为5 mm,壁厚达36 mm,产品整体结构呈现“L”形状。通过采用重力倾转铸造工艺、加氢精炼处理、T6热处理等工艺,实现了产品性能满足屈服强度Rp0.2≥190 MPa,抗拉强度Rm≥230 MPa,伸长率A50 mm≥3%,硬度HBW80~110的要求。
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    柴油发动机铸件铸造工艺优化设计
    范 伟 李永刚 张聚辉 等
    以生产的发动机机体气孔缺陷和曲轴夹渣缺陷为切入点,采用数值模拟方法分析了缺陷产生的原因。根据充型和凝固过程数值模拟结果,对原工艺实施改进。大量的生产数据表明,实施的工艺措施非常有效,铸件废品率和缺陷率大大降低。
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    应用惰性气体保护技术提高活塞铸件成品率
    崔岁绵 刘永军 李 强 等
    随着对活塞轻量化要求的提高,活塞结构中面窗壁厚、燃烧室厚度也越来越薄。在活塞铸造过程中,合流线、冷隔等铸造缺陷问题也变得尤为突出。为解决该问题,利用铸件充型过程惰性气体保护技术,有效地提高了铝合金液的充型能力,从而解决了现有缺陷问题,降低了铸造废品率。批量生产中,铸造废品率从的4.70%下降到0.18%。
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    抛丸和底漆共线连续式生产线方案设计
    方 伊
    介绍了铸件抛丸生产流程,抛丸后的底漆浸涂工艺流程,在此基础上优化设计,减少转运工序,实现共线生产。经投产检验,与传统的分开生产模式相比,不仅提高了自动化水平,降低了劳动强度,同时也取得了良好的经济效益。
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    人才培养
    英文科技论文写作要点及常见问题
    张春艳 赵亚芳 刘冬梅
    英文科技论文有利于促进国际学术交流和快速传播科研成果。因此,英文科技论文写作也是科研人员、高校研究生甚至本科生应该掌握的基本技能。近年来,我国科研人员的英语能力逐渐提高,英文发文量呈现快速增长的态势。但是,很多高校对科技论文写作方面的培养及重视程度还不够,很多作者在科技论文写作能力和技巧方面还有很多不足,加上不熟悉科技论文的基本结构和写作规范,某种程度上降低了科技论文的质量,延长了发稿周期,甚至被退稿。作者结合多年的铸造领域科技论文编辑经验,以《中国铸造》英文版为例,概况了英文科技论文作者在文题、摘要、引言、实验过程、结果与讨论和结论这几大不同主体结构撰写中的常见问题、写作要点以及注意事项。希望可以给准备投稿英文科技期刊的作者提供参考。
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