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高强高导Cu-Cr-Zr合金接触线是铁路速度和安全性提升的关键材料之一,市场需求巨大。然而,目前该合金的制备工艺还存在工艺流程长、生产成本高、产品性能不理想等问题,开发一种高性能Cu-Cr-Zr合金接触线的短流程制备加工工艺取代现有的制备加工工艺,可显著提升我国高铁接触线产业的国际竞争力。本项目突破了Cu-Cr-Zr合金坯料的二段式热冷组合铸型水平连铸技术,制备了具有柱状晶组织、表面光亮、低铸造缺陷、优异加工性能的Cu-Cr-Zr合金坯料;明确了柱状晶Cu-Cr-Zr合金坯料的冷加工变形行为与机制,实现了高强高导Cu-Cr-Zr合金的高效冷加工变形;明确了柱状晶Cu-Cr-Zr合金形变-时效交互作用规律与强化机制,开发了Cu-Cr-Zr合金的在线固溶-时效处理新技术,并在企业进行了推广应用;基于上述研究结果,开发了一种Cu-Cr-Zr合金高铁接触线的短流程高效制备加工工艺。该技术相比现有技术具有以下优点:水平连铸工艺可在凝固界面附近建立超高的温度梯度和较高的冷却速率,有效解决了铜铬锆合金熔炼和凝固过程合金成分易偏析、铸造质量差等问题,所制备棒坯组织致密,成分均匀,且形成了强轴向取向柱状晶组织,有利于提高合金的后续冷加工性能;提出的在线感应加热连续固溶淬火和时效处理方式,自动化程度高,生产效率高,产品性能均匀性和一致性好,适合于超大盘重、超大长度铜铬锆合金接触线的规模化工业生产;提出的“轧制/拉拔-时效-拉拔-时效”的二级时效处理工艺,可显著提高铜铬锆合金线材的力学和导电性能,实现高性能铜铬锆合金接触线材的制备加工。
高强高导Cu-Cr-Zr合金接触线是高速铁路列车速度和安全性能提升的关键材料,市场需求巨大。目前我国高性能Cu-Cr-Zr合金接触线制备技术落后、主要依赖进口,严重制约了高铁产业的快速发展。本项目将二段式热冷组合铸型水平连铸技术应用于Cu-Cr-Zr合金凝固组织的精确控制,提出采用“二段式热冷组合铸型水平连铸 冷轧变形 形变-时效处理”的工艺方案制备高性能Cu-Cr-Zr合金接触线的新思路。通过重点研究和阐明“柱状晶组织合金的变形特征与机制”、“合金形变-时效交互作用规律与累积强化机制”两个科学问题,开发一种高性能Cu-Cr-Zr合金短流程高效制备加工工艺,解决现有Cu-Cr-Zr合金制备工艺需热加工开坯和表面清洗、工艺流程长、生产成本高等问题。
QCr0.5在常温及高温下(400℃)具有较高的强度及硬度,导电性和导热性好,耐磨性和减摩性也很好,经时效硬化处理后,强度、硬度、导电性和导热性均显著提高;易于焊接和钎焊,在大气和淡水中具有良好的抗蚀...
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红铜应称为紫铜,是单质铜,而铬锆铜是一种近些年才开发出的新型号铜合金产品,由于其具有优异的导热和耐高温的优良特性,常被用于替代电器开关触点的银铜
高铝锌基合金强化机制研究进展
文章综述了近年来高铝锌基合金的研究进展及应用,阐述了铝含量对高铝锌基合金性能影响的研究,论述了通过变质合金化处理、晶粒细化机制、熔体热速处理等方法和措施改善高铝锌基合金性能的研究现状,并在此基础上对高铝锌基合金的进一步发展提出了建议。
高铝锌基合金强化机制研究进展
文章综述了近年来高铝锌基合金的研究进展及应用,阐述了铝含量对高铝锌基合金性能影响的研究,论述了通过变质合金化处理、晶粒细化机制、熔体热速处理等方法和措施改善高铝锌基合金性能的研究现状,并在此基础上对高铝锌基合金的进一步发展提出了建议。
批准号 |
51571013 |
项目名称 |
5xxx系铝合金的快速时效析出强化及锯齿变形行为研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0104 |
项目负责人 |
张迪 |
负责人职称 |
副研究员 |
依托单位 |
北京科技大学 |
研究期限 |
2016-01-01 至 2019-12-31 |
支持经费 |
62(万元) |
5xxx系铝合金具有良好的成形性、可焊性以及抗腐蚀性和中等强度,是汽车减重用板材的最佳选择之一。但5xxx系铝合金冲压后的表面质量较差,并且合金在烤漆过程中发生软化,使该系合金的发展受到了极大的限制。在合金中添加少量的Cu可在一定程度上提高合金冲压后的烤漆强化性能,但对未来汽车板材所用5xxx系合金仍然不足。本项目拟突破传统5xxx系合金的成分设计思路,通过增加并调节合金中Zn/Cu的含量,结合适当的预时效工艺,在合金中形成均匀分布的含Cu以及含Zn强化相,使合金具有较高的快速时效响应能力,显著提高合金的烤漆硬化性能,同时降低合金的锯齿屈服效应,提高合金的表面质量。课题将针对快速时效响应的控制及机理进行深入分析研究,同时深入研究新合金的锯齿屈服机理。建立新型合金成分、预时效工艺、烤漆组织和性能以及锯齿变形规律之间的关联模型,为研究开发具有自主知识产权的新型汽车用5xxx系铝合金奠定基础。
在启动、停机和带负荷过程中,由于加热和冷却速度不同所形成的温差,除了使汽缸和转子等产生热膨胀外,还会使汽轮机产生变形现象。
热变形的规律
从热膨胀原理知道,当金属部件温度均匀上升,沿长度方向的热膨胀也是均匀的。如果金属部件受热不均匀,两侧温度上升不一致,当上侧温度高于下侧时,金属部件上侧的膨胀量大于下侧的膨胀量,从而使金属部件向上弯曲,产生了热变形。热变形的规律是:温度高的一侧向外凸出,温度低的一侧向内凹进,即“热凸内凹”。
汽轮机的几种热变形
1.上下缸温差引起的热变形
在汽轮机启动、停止过程中,上、下缸存在着温差,且上缸温度高于下缸温度,而使上缸变形大于下缸,引起气缸向上拱起,发生热翘曲变形,俗称猫拱背。这种变形使下缸底部径向间隙减小甚至消失,造成动静摩擦,同时还会使隔板和叶轮偏离正常时的垂直平面,使轴向发生摩擦。
引起上、下缸温差的主要因素:
(1)上、下缸具有不同的重量和散热面积。下缸布置有回热抽汽管道,不仅重量大,而且散热面积大,在同样的加热冷却条件下,下缸加热慢而散热快,所以上缸温度高于下缸温度。
(2)汽缸内蒸汽上升,凝结水流至侠缸,使下缸受热条件恶劣。
(3)当调节汽门开启的顺序不当造成部分进汽时,也会使上、下缸温度不匀。
(4)汽轮机启动中,汽缸疏水不畅;停机时有冷蒸气从抽汽管道返回汽缸,都会使汽缸温度下降。
(5)上、下缸保温不良。
2.汽缸、法兰内外壁温差引起的热变形
由于机械强度的需要,高压汽轮机法兰壁厚度比汽缸厚度大得多(约为4倍),因此启动时法兰内外壁出现较大的温差,当法兰内外壁温差过大时,将引起法兰水平方向和垂直方向的变形,变形量与汽缸、法兰内外壁温差成正比。
3.转子的热弯曲
转子弯曲有两种情况:一种是弹性弯曲,即转子径向存在温差时,引起弯曲,温差消失后转子即恢复原状;另一种是塑性弯曲,即转子径向出现较大温差时,引起较大弯曲,温差消失后,转子不能恢复原状。弹性弯曲往往是塑性弯曲的起因,因此运行中应均匀的加热或冷却,以减少弯曲,避免产生塑性弯曲。