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山东金属学会成立于1981年8月18日,是由山东地区钢铁、有色金属、焦化和耐火材料企业、高等院校、科研院所等单位组成的学术性社会团体,是山东省冶金行业的科技组织,是山东省科学技术协会的组成部分,是中国金属学会的团体会员单位。学会挂靠山东省冶金工业总公司,业务受中国金属学会指导,由山东省科学技术协会主管,登记机关和监督管理部门是山东省民政厅。2013年12月11日进行了第四届理事会改选换届,理事会由83名理事组成。目前,理事长为山东省冶金工业总公司总经理、山东钢铁集团有限公司董事长侯军先生。

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日本高压扭转加工技术

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2015/08/28 16:28
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【摘要】:

  从节约资源、能源以减排CO2 出发,为实现运输机械的轻型化和钢结构的现代化,要求开发更高强度钢材和相关部件的需求更加迫切。对钢铁材料而言,以奥氏体相在室温的冷却过程中可产生铁素体变态、珠光体变态、贝氏体变态和马氏体变态等多种固相变态为其最大优点。通过合金成分、加工和热处理组合应用,可产生约200MPa~4GPa 的大范围抗拉强度。钢铁材料中多数为低合金钢,但由于当其屈服强度>1400MPa 时,其韧性、耐延迟破坏性和耐疲劳性等耐破坏性均低,从而使其适用范围常受到限制。

  日本采用形状不变加工法之一的高压下扭转(HPT)加工,可使结晶粒径进一步超微细化至数百微米以下。高纯铁(Fe-llppmc)经HPT 加工后其抗拉强度可上升至1800MPa 以上。但是铁素体的超微细化所产生的强化马氏体会使延伸率明显下降,并由缩颈所产生的不均匀变形成为延伸的主体和延性亦下降。为提高延伸的均匀性而提高加工硬化率甚为必要,具体可将碳化物、氧化物、准稳态奥氏体和马氏体等第二相粒子在基体组织中超微细分布,形成所谓的超微细粒钢。在夏比冲击试验中,当铁素体粒径超微细化至<1μm 时,则DBTT 可降低到液氮温度以下,并使上部的冲击吸收能降低,后者形成的主要原因为由强形变轧制加工伴生的偏聚组织发达,导致层状剥离现象明显化和结晶粒微细化强化而使延性下降。

  高压扭转法是在变形体高度方向施加压力的同时,通过主动摩擦作用在其横截面上施加一扭矩,促使变形体产生轴向压缩和切向剪切变形的特殊塑性变形工艺。高压扭转法加工得到的晶粒尺寸在几种大塑性变形法中是最小的。纯钛、Al-3 %Mg-0.2 %Sc合金经过高压扭转后平均晶粒尺寸分别为120 nm、130 nm。采用高压扭转法加工合金可以将初始晶粒尺寸从80μm细化到50~500 nm ,对细晶材料的硬度测试表明,细晶材料的硬度是没有变形时相同材料的4倍。经过高压扭转后,不但组织中心的组织细化,而且中心与半径方向上其他位置的组织结构相似,即整个组织结构比较均匀。随着等效应变的增大,金属内部的剪切作用也随之增加,组织更趋于均匀化。高压扭转适用于生产轴对称件,最终零件的微观组织和力学性能主要受高径比、扭转角速度、挤压速度、静水压力、摩擦系数及温度等工艺参数影响。

  目前对亚微米、纳米结构材料的市场需求存在于各个行业领域,而高压扭转法是目前生产块体亚微米、纳米细晶材料的行之有效的加工方法。日本通过研究对一些材料的高压扭转研究也取得了一定进展,这不仅能拓宽传统塑性加工技术的应用领域,而且有望大幅度提高传统材料的性能,将带来巨大的经济和社会效益。

  电磁约束和无弯月面浇铸技术

  电磁冶金学是现代连铸技术的热点之一,利用电磁场对钢液流体特性进行控制,可以实现很好的冶金效果。对液态钢水施加电磁力可以实现旋转运动,利用这一原理开发了电磁搅拌技术、离心流动中间包。对液态钢水施加电磁力还可以限制液态钢水的运动。如电磁制动技术,通过电磁力对钢水的运动进行限制即所谓电磁约束。大包水口以及中间包水口的钢水流束形态对中间包和结晶器内的钢水流动有很大影响,利用电磁约束可以实现钢水控制,改善产品质量。

  铸坯表面质量在所有的浇铸方式中除水平连铸外,都受到所谓自由弯月面问题的影响。而无弯月面浇铸技术,即采用把初生坯壳的位置与结晶器液面分开的方式,来解决初生坯壳凝固时受到弯月面及液面波动的影响。对这一问题的成熟的解决方式是所谓热顶结晶器技术,它是在结晶器顶部装低导热性陶瓷材料杆件或采用感应加热和超声波振动等装置,连铸生产中不再使用润滑油。

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