《铸造》杂志

  202110期

专题综述特邀专题:铸钢有色合金试验研究工艺技术
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  • 专题综述
    国外ADI、AGI 和ACGI 研发的一些新动向
    刘金城1,龚文邦2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    钛合金低成本成形技术研究进展
    张 新1,刘鸿羽1,车 昶2,谢华生1,赵 军1,刘时兵1,刘宏宇1,张爱博1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    特邀专题:铸钢
    临界回火处理对高合金铸钢组织和力学性能影响
    吴自翔1,陈 祥1,2,刘 源1,2,李言祥1,2,张华伟1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    国内压水堆核电核岛核1 级铸钢件研发进展
    刘仲礼
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    卧式多级泵铸钢泵壳的铸造工艺研究及实践
    张 彬1,刘仲礼2,张吉雁1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    发热补贴在砂型铸造双相钢铸件生产中的应用
    鲍 俊,李福琴,姜 峰,李 勇
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型铸钢件3D砂型打印用原砂研究及应用
    苏志东,冯周荣,李彩虹,赵建东
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于3D 打印的给水泵泵盖铸造工艺研究
    周 佼,潘宝强,苏志东,纳学洋
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铬锰钢在3.5%NaCl 溶液中的耐腐蚀性能研究
    李 涛1,张 艳2,陈德旭1,吕红生1,龚瑞雪1,杨诗雨1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    SCS10 双相不锈钢冶炼过程中碳元素含量控制方法
    赵国伟,胡进林,冯周荣,张生存,王 平
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专题评述
    刘仲礼
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有色合金
    利用热分析仪研究Sr 元素对A356.2 铝合金的变质效果
    杨海军1,2,蔡振斌1,2,刘志国1,2,李 广1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高速列车用铸造AlSi7Mg合金耐盐雾腐蚀性能研究
    赵丽娟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    试验研究
    溅射CoNiCrAlTaY 涂层对镍基合金高温氧化行为的影响
    卢旭东,杨 诚,郭策安
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    浇注温度对Sn58Bi 合金显微组织与性能的影响
    张宇杰,林钦耀,宁江天,李志豪
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    砂型喷墨3D 打印用呋喃树脂的制备工艺与性能研究
    谭 锐,尹绍奎,娄延春,于瑞龙,王 岩,白金春,刘加军,李延海
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    ZL114A 铝合金舱体铸件裂纹形成原因分析
    黄 粒,高艳丽,王海龙,孙 刚,陈军洲,杜旭初
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热等静压对铸造铝合金气孔缺陷的影响
    曲银辉1,韩鹏江2,纪校君3,王书晗1,胡大川1,姜宏顺1,王 涛1,董生生1,吴华峰1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    风电球墨铸铁行星架铸造工艺研究
    魏冬冬,徐贵宝,张 军,汪 义,查明晖
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    采用废高碳钢丝生产灰铸铁刹车盘的研究与实践
    赵忠魁1,2,李 钊1,王春轩3,衣冠玉1,2,孙红滨3,马海龙1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 专题综述
    国外ADI、AGI 和ACGI 研发的一些新动向
    刘金城1,龚文邦2
    论述了国外等温淬火球墨铸铁(ADI)产品研发的一些新动向,包括直接替代、产品优化和整合集成组装件的实例。介绍了一些ADI生产厂家,包括欧盟为打开ADI应用市场所采用的一些有效和最新的做法。文中还介绍了国外等温淬火灰铸铁(AGI)和等温淬火蠕墨铸铁(ACGI)研发的最新动向和一些应用前景。
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    钛合金低成本成形技术研究进展
    张 新1,刘鸿羽1,车 昶2,谢华生1,赵 军1,刘时兵1,刘宏宇1,张爱博1
    钛合金作为一种高强度、低密度、耐腐蚀的结构材料,在航空、航天等领域已得到了大量应用,目前,钛合金材料低成本化以及钛合金成形的低成本化已成为国内外钛工业领域重要的研究方向。文中首先介绍了低成本合金化的新型钛合金材料,然后介绍了钛合金低成本熔炼及精密铸造技术,最后介绍了钛合金短流程制备成形技术,为钛合金材料及成形技术的低成本化提供了发展思路。
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    特邀专题:铸钢
    临界回火处理对高合金铸钢组织和力学性能影响
    吴自翔1,陈 祥1,2,刘 源1,2,李言祥1,2,张华伟1,2
    研究了临界回火处理和时效处理后高合金铸钢的显微组织与材料力学性能之间的关系。研究表明,临界回火处理后,奥氏体稳定性得到提高,显微组织由铸态的铁素体和马氏体等轴晶组织转变为细长条状的马氏体、铁素体和奥氏体混合组织。随着回火温度的提高,逆转变奥氏体的量先增大后减小,650 ℃临界回火时对应的逆转变奥氏体含量14.3%。临界回火处理后钢的韧性得到明显提升,拉伸断口以等轴韧窝为主。经过时效处理,逆转变奥氏体含量增加至23.7%,抗拉强度达到1 046 MPa,屈服强度提高到793 MPa,伸长率为18.2%,断面收缩率为27%。力学性能得到大大提高。
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    国内压水堆核电核岛核1 级铸钢件研发进展
    刘仲礼
    中国核电建设的快速发展,推动了核电设备的国产化进程。本文主要介绍国内压水堆核电站核岛核1级铸钢件研发的进展情况。核1级铸件,主要包括主管道、主泵泵壳、爆破阀体等。由于其特殊的使用工况,对铸件质量要求较高,检测标准远高于一般铸件。核1级铸件基本采用不锈钢材料,该类材料在凝固时,由于凝固温度区间较宽,容易产生缩松等凝固缺陷,使制造的难度大大增加,前期均需要进口。本文分析了以上铸件的材料、工艺等难点问题,介绍了国内的研发情况。目前国内已经实现核1级铸件的产业化,基本可以满足核电建设的需求。
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    卧式多级泵铸钢泵壳的铸造工艺研究及实践
    张 彬1,刘仲礼2,张吉雁1
    卧式多级泵铸钢泵壳产品结构复杂,壁厚相差大,尺寸精度控制困难,并且易产生表面缺陷、缩松、裂纹等问题。本文通过对多级泵产品结构、质量要求和使用状况进行分析,从操作控制、补缩工艺、浇注工艺等多方面提出了相应的解决方案。级间叶轮蜗室采用整体砂芯结构,利用卡板检测控制过流腔砂芯的形状和位置,保证流道尺寸精度;采用中开面向上分型方式,并增加引流槽,底注式平稳充型,减少钢液氧化夹渣的产生,控制腔体表面质量;通过侧暗冒口消除长过桥厚大结构的缩松和缩裂缺陷,防止渗漏发生;在壁厚相差较大的部位设置拉筋,在壁与壁相交汇的部位放置随形冷铁,防止铸造裂纹产生。
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    发热补贴在砂型铸造双相钢铸件生产中的应用
    鲍 俊,李福琴,姜 峰,李 勇
    对比了发热材料补贴和金属补贴在铸造双相钢生产中的作用效果。借助凝固模拟软件对设计的发热保温补贴进行了模拟验证,并进行了浇注试验。结果表明,EX5 BLEND型发热保温材料补贴能够代替金属补贴,在满足补缩要求的情况下,可以减少金属消耗量和去除金属补贴时的能源消耗,大大降低了成本。
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    大型铸钢件3D砂型打印用原砂研究及应用
    苏志东,冯周荣,李彩虹,赵建东
    研究了大型铸钢件用不同类型原砂、粘结剂对3D砂型打印砂芯质量的影响和不同型砂及粘结剂的砂型在锆英粉涂料保护下对铸件表面质量的影响。同时还通过MAGMA模拟软件分析了不同型砂对于铸件冒口收缩形态的影响,并综合原砂成本等因素给出了大型铸钢件使用3D砂型打印技术的原砂选择试验路线及选择依据,为大型铸钢件应用3D砂型打印技术奠定了型砂方面的研究基础。
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    基于3D 打印的给水泵泵盖铸造工艺研究
    周 佼,潘宝强,苏志东,纳学洋
    根据产品的结构特点,分析了泵盖铸造工艺及成形方案的难点。利用计算机仿真技术,优化了铸造工艺,解决了铸件补缩问题。由于泵盖轮廓小,结构复杂,内部有封闭气道,常规造型方法无法成形,通过在铸件上开设工艺孔及应用3D打印技术,解决了其铸造成形问题。铸件的实际检测结果表明,各项指标均符合要求。
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    铬锰钢在3.5%NaCl 溶液中的耐腐蚀性能研究
    李 涛1,张 艳2,陈德旭1,吕红生1,龚瑞雪1,杨诗雨1
    采用全腐蚀浸泡试验、动电位电化学极化曲线测试及电化学阻抗谱测试研究了Ni含量变化对铬锰钢在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响,并利用SEM、EDS分析了材料表面腐蚀形貌及腐蚀机理。结果表明:当Ni含量从0.4%增加至1.0%时,自腐蚀电流降低了2个数量级;当Ni含量达到3.0%时,表面蚀坑数量及面积大大减少,只在部分有夹杂的地方出现。
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    SCS10 双相不锈钢冶炼过程中碳元素含量控制方法
    赵国伟,胡进林,冯周荣,张生存,王 平
    SCS10双相不锈钢具有优异的拉伸性能、疲劳性能和抗腐蚀性能,广泛用于炼油、化肥、造纸等耐高温、耐腐蚀部件制造,是现代国防、化工领域重要工程材料。此双相不锈钢中Cr含量为21%~26%,同时C含量≤0.03%,Cr含量高、C含量低,冶炼过程中碳元素含量很难满足技术要求。通过对EAF、LF、VOD工艺关键过程参数进行优化,以达到成功冶炼SCS10双相不锈钢的目的。
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    专题评述
    刘仲礼
    本专题特邀国内铸钢材料专家和国内知名铸造企业撰写了相关论文。其中1篇是研究临界回火热处理、时效热处理对高合金钢组织和性能的影响;1篇是研究多级泵体铸造工艺及实践;1篇是研究发热补贴在生产实践中的应用;2篇是关于3D打印在铸造中的应用问题。
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    有色合金
    利用热分析仪研究Sr 元素对A356.2 铝合金的变质效果
    杨海军1,2,蔡振斌1,2,刘志国1,2,李 广1,2
    A356.2铝合金中加入不同含量的Sr元素对合金进行变质处理,利用热分析仪获得的特征值TSO可以得到合金变质前后共晶生长温度降低值△TSO。通过分析不同△TSO数值与合金的金相组织之间的对应关系,认为:当△TSO<3.9 ℃时,金相组织中显示硅变质不足;当3.9 ℃≤△TSO≤5.7 ℃时,金相组织中显示硅变质效果中等;当△TSO>5.7 ℃时,金相组织中显示硅变质效果良好。因此,可直接利用热分析仪分析结果,判断A356.2铝合金中硅元素的变质效果,用此方法可以省时省力。
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    高速列车用铸造AlSi7Mg合金耐盐雾腐蚀性能研究
    赵丽娟
    选取高速列车用铸造AlSi7Mg铝合金进行中性盐雾试验,探讨了其在实际应用中的盐雾腐蚀行为。结果表明,盐雾腐蚀过程中试样表面出现点蚀特征,试样表面覆盖层腐蚀产物主要有Al、Si和O,致密的氧化膜具备稳定的化学特性,隔绝了盐雾腐蚀反应,起到保护材料的作用。
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    试验研究
    溅射CoNiCrAlTaY 涂层对镍基合金高温氧化行为的影响
    卢旭东,杨 诚,郭策安
    采用磁控溅射方法在镍基高温合金表面沉积晶粒平均尺寸小于100 nm的CoNiCrAlTaY涂层,通过对镍基高温合金在900 ℃和CoNiCrAlTaY涂层在1 000 ℃进行氧化动力学曲线测定及组织结构观察,研究了CoNiCrAlTaY涂层对镍基高温合金高温氧化行为的影响。结果表明,在900 ℃高温氧化期间合金发生外氧化和内氧化,氧化期间合金氧化和氧化物膜剥落交替进行,动力学曲线呈波浪式变化;外层氧化产物主要为TiO2、Cr2O3,中间层氧化产物主要为Al2O3、SiO2,内层氧化产物主要为Al2O3。镍基合金经溅射CoNiCrAlTaY涂层后在1 000 ℃氧化期间,涂层可有效改善镍基高温合金的抗氧化性能,涂层的氧化动力学曲线仅在氧化初期有轻微增重而后趋于平稳,遵循抛物线规律,涂层表面快速形成连续Al2O3保护性膜,且氧化期间Al2O3薄膜未发生明显剥落,仅在涂层内生成Al2O3内氧化物。
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    浇注温度对Sn58Bi 合金显微组织与性能的影响
    张宇杰,林钦耀,宁江天,李志豪
    研究了浇注温度对无铅焊料低温合金Sn58Bi的显微组织、熔化特性、硬度与抗拉强度的影响,并分析其断口形貌特征。结果表明,不同浇注温度得到的合金显微组织有很大差别。浇注温度在165±5)℃时,合金组织主要是细小纯Bi相、Sn/Bi 共晶相与呈点状分布的富Sn相,细小纯Bi相周围的共晶相相对其他位置的更加粗大,整个组织偏析严重;浇注温度在(255±5)℃时,合金组织中纯Bi相大量减少,富Sn相呈枝晶状分布,组织整体比较细小;当浇注温度提高至(305±5)℃时,纯Bi相基本消失,只有树枝晶富Sn相与Sn/Bi 共晶相。随着浇注温度的提高,Sn58Bi合金的熔化特性基本没有变化,但是合金的硬度逐渐变小,抗拉强度先上升后下降,断后伸长率先下降后上升,断口呈比较典型的解理脆断特征。
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    砂型喷墨3D 打印用呋喃树脂的制备工艺与性能研究
    谭 锐,尹绍奎,娄延春,于瑞龙,王 岩,白金春,刘加军,李延海
    研究了间苯二酚、双酚A、预聚物改性剂对3D打印呋喃树脂性能的影响,优化了3D打印呋喃树脂的合成工艺,测试了3D打印试样的常温和高温性能,并进行了应用验证。结果表明:制备的3D打印呋喃树脂颗粒度D99≤1.0 μm,黏度8.2 mPa·s;呋喃树脂加入量为硅砂质量的1.43%、固化剂加入量为硅砂质量的0.22%时,打印的砂型抗拉强度2.20 MPa,抗弯强度5.55 MPa,850 ℃发气量9.5 mL/g,打印的砂型尺寸精度为±0.23 mm。
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    工艺技术
    ZL114A 铝合金舱体铸件裂纹形成原因分析
    黄 粒,高艳丽,王海龙,孙 刚,陈军洲,杜旭初
    针对ZL114A舱体铸件在装配过程中出现的开裂情况,对舱体铸件的化学成分、宏观形貌、金相组织、断口形貌、厚度尺寸和力学性能进行了分析。研究结果表明,舱体铸件安装台的化学成分符合HB962-2001中的成分要求;铸件开裂处的铆钉台阶与转角根部厚度均超过3 mm,厚度尺寸符合图纸要求;铸件裂纹处的断口形貌与人工打断的断口形貌基本一致,均呈沿脆性相断裂;裂纹附近的本体力学性能与远离开裂区域的本体力学性能均符合技术指标要求,但由于裂纹附近存在少量疏松,导致该区域伸长率略低。舱体铸件开裂原因为过载开裂,主要由外力对台阶面作用力不均所引起。
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    热等静压对铸造铝合金气孔缺陷的影响
    曲银辉1,韩鹏江2,纪校君3,王书晗1,胡大川1,姜宏顺1,王 涛1,董生生1,吴华峰1
    研究了热等静压对ZL205A合金气孔缺陷的影响。结果表明:热等静压处理会压扁气孔,但由于存在氧化膜,界面之间没有形成各元素的完全扩散,未达到冶金结合,经热等静压和热处理后原有气孔缺陷变成线性缺陷。
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    风电球墨铸铁行星架铸造工艺研究
    魏冬冬,徐贵宝,张 军,汪 义,查明晖
    对风电球墨铸铁行星架的铸造工艺进行了系统的研究,并利用Magma数值模拟软件进行了工艺优化。针对行星架的结构特点和技术要求,浇注系统采用底注多内浇道进铁液。在工艺上,将冒口与冷铁相结合,严格控制化学成分,采用多次孕育,选取钇基重稀土球化剂,适当降低浇注温度,可有效改善铸态组织,提高铸件致密度和材质性能。正火时应特别注意冷却方式,以保证珠光体含量,从而提高铸件力学性能。
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    采用废高碳钢丝生产灰铸铁刹车盘的研究与实践
    赵忠魁1,2,李 钊1,王春轩3,衣冠玉1,2,孙红滨3,马海龙1,2
    研究了利用废高碳钢丝生产灰铸铁刹车盘的组织与性能,分析了灰铸铁刹车盘中的石墨和基体组织,测定了刹车盘的硬度和抗拉强度,并对其进行了磨损试验和循环过程测试。结果表明:采用废高碳钢丝生产的灰铸铁刹车盘中的A型石墨片分布均匀、细小且弯曲度较大,珠光体含量大于98.6%,珠光体片间距不大于0.98 mm;刹车盘各处硬度均匀,均在HB 202以上,其抗拉强度在260 MPa以上,而且高碳废钢丝用量越大,刹车盘的强度和硬度越高。灰铸铁刹车盘的摩擦性能较好,具有良好的循环使用寿命,超过EN-GJL-200灰铸铁。
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