韩庆礼
,
刘国权
,
王永迪
,
向嵩
,
王安东
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.02.015
在Ti6Al4V合金表面电镀适当厚度的纳米纯镍,是提高其表面强度和耐磨性的一种行之有效的方法.作为一种整体结构件,在实际应用中镍硬化层的厚度对部件的内应力分布以及尺寸稳定性有着重要的影响.为确定钛合金表面镍硬化层的合适厚度,利用纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,采用ANSYS有限元软件,对钛合金表面电镀纳米镍硬化层在受压情况下的应力分布进行了分析,并以此对纳米镍硬化层的厚度进行了模拟设计.研究表明:当电镀纳米镍硬化层厚度在0.25～1.25 mm范围时,最大等效应力发生在钛合金和镍之间,容易引起界面处裂纹的产生;合适的电镀纳米镍硬化层厚度范围应在1.25～2.5 mm,最佳厚度约为2 mm.
关键词:
钛合金
,
电镀纳米镍
,
硬化层
,
ANSYS有限元
,
尺寸稳定性
耿明山
,
周守航
,
韩庆礼
,
黄衍林
连铸
在连铸和随后的生产工艺中预测和控制钢材的微观结构是生产制造满足高质量要求的特殊钢的一项非常重要的任务。连铸过程是一个非常复杂的过程，在这一过程中伴随着热量传输、质量传输、凝固和相变。在CAFE模型中，元胞自动机方法与连铸过程中传热计算进行耦合。利用ProCAST软件对连铸圆坯的凝固过程进行仿真模拟，通过连铸坯温度测量证明预测的连铸坯表面温度与实际比较接近。应用CAFE法实现了连铸坯凝固过程三维微观组织及其形成过程的模拟，通过对比试验和模拟的圆坯的宏观结构对模拟的结果进行了评价，证明模拟结果与试验结果吻合。
关键词:
凝固
,
微观组织
,
晶粒
,
模拟
韩庆礼
,
刘国权
,
向嵩
,
王安东
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2007.06.011
经过理论推导,结合实验数据得到GCr15轴承钢室温时效过程中的尺寸变化公式.利用C++语言编制了轴承钢室温时效过程尺寸变化的可视化预报模型.根据模型模拟结果表明,影响轴承钢硬化层尺寸稳定性的主要因素是残余奥氏体的含量和回火温度以及回火时间.残余奥氏体含量越低,回火越充分,则相应的试件的尺寸稳定性越好.因此控制残余奥氏体的含量,提高回火温度,延长回火时间,使不稳定的马氏体尽量发生分解,是保证轴承钢材料尺寸稳定性的主要措施.
关键词:
轴承钢
,
残余奥氏体
,
马氏体
,
尺寸稳定性
,
动力学方程
耿明山
,
韩庆礼
连铸
运用ProCAST软件对连铸方坯凝固过程进行仿真模拟,同时利用CAFE模块对连铸坯凝固组织进行预测,模拟结晶器有无电磁搅拌条件下连铸坯凝固组织.仿真结果表明,电磁搅拌明显缩小柱状晶区、增大中心等轴晶区;对结晶器有无电磁搅拌条件下实际生产的连铸坯组织对比分析,证明模拟结果与试验结果吻合.
关键词:
凝固
,
组织
,
电磁搅拌
,
连铸
,
模拟
韩庆礼
,
刘国权
,
董雷
,
王安东
,
向嵩
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.04.031
钛合金扩散焊接轴承钢材料由于含有钒、铜、镍中间层,在淬火过程中容易从多层材料界面处开裂.因此利用纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,然后采用ANSYS有限元软件对淬火中钛合金焊接轴承钢材料进行了有限元(FEM)模拟,根据得到的温度场以及应力场分布,找出了容易诱发界面处产生裂纹的原因.模拟表明淬火初期由于整体材料发生收缩而引起整体热应力的增加,淬火后期由于轴承钢发生马氏体相变,轴承钢体积开始膨胀,组织应力相应增加,抵消了一部分热应力的值,最终部件的残余应力是这两种应力共同作用的结果.高的淬火温度,增加了淬火过程中试件内部的应力值,容易引起过渡层处产生微裂纹从而导致局部开裂,因此,合适的淬火温度应取在830～860℃范围内且尽可能取偏其下限.
关键词:
钛合金
,
轴承钢
,
ANSYS
,
有限元(FEM)
郭豪
,
王强
,
武其俭
,
韩庆礼
,
李胜
,
顾佳辰
钢铁研究
在信息技术综合服务平台的基础上,以钢铁行业节能环保为目标,通过钢铁行业节能试验工程建设、钢铁企业能源精准化设计、钢铁企业能源综合管控、钢铁行业能源信息咨询服务四大平台的建设,开发出钢铁行业能源精准化管控集成系统.此项目的实施可降低钢铁企业吨钢综合能耗3％～5％,吨钢节省18.1 kg标准煤,吨钢减少CO2排放超过45 kg.
关键词:
能源管控
,
精准化
,
节能减排
,
循环经济
王安东
,
刘国权
,
杨才福
,
向嵩
,
韩庆礼
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.05.012
研究了C含量0.26wt%～0.42wt%及N含量0.0041wt%～0.021wt%变化对中低碳V-N-Ti微合金非调质钢锻态组织的影响.结果表明,C、N含量对V-N-Ti微合金非调质钢锻态组织中先共析铁素体的数量及分布存在显著影响.钢中的N含量一定,C含量约为0.33wt%时,组织中形成的晶内铁素体数量最多、组织最细小均匀;钢中的C含量一定,锻态组织中先共析铁素体的数量随着N含量的增加而增加,但N含量对先共析铁素体数量的影响要远小于C含量的影响.采用基于经典形核和长大理论模型计算所得析出动力学结果很好地解释了上述现象.
关键词:
微合金钢
,
非调质钢
,
锻态组织
,
先共析铁素体
韩庆礼
,
刘国权
,
王永迪
,
王安东
,
向嵩
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2007.04.001
采用ANSAYS有限元法对材料的硬度进行直接数值模拟,输入参数中无硬度参量.利用纳米显微力学探针技术确定Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和弹性模量之间的定量关系,用材料弹性模量的变化来反应硬度的变化,以镀镍层在受压状态下的应力分布分析为例,实现ANSYS软件对材料硬度的有限元数值模拟,对Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和厚度进行优化设计.结果表明,对于钛合金表面电镀纳米镍工艺,镀镍层硬度不宜超过448HV0.05;当镀镍层的硬度为439HV0.05时,合适的镀镍层厚度为1.5 mm左右.
关键词:
硬度
,
钛合金
,
镀镍层
,
ANSYS软件
韩庆礼
,
刘国权
,
王永迪
,
向嵩
,
王安东
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.z2.019
在Ti6Al4V合金表面焊接上适当厚度的碳化钨硬质合金,是提高其表面强度和耐磨性的一种行之有效的方法.作为一种整体结构件,在实际应用中碳化钨硬质合金层的厚度对部件的内应力分布以及尺寸稳定性有着重要的影响.因此从实际工况出发,利用先进的纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,然后采用ANSYS有限元软件,对钛合金表面焊接碳化钨硬质合金层,在受压情况下的应力分布和整体变形情况进行分析,以此对碳化钨合金层的厚度进行模拟,结果表明,当碳化钨合金层厚度在0.25～0.5 mm时,最大等效应力发生在钛合金和碳化钨合金层之间,容易引起界面处裂纹的产生;合适的碳化钨硬质合金层厚度范围应在0.5～1.5 mm之间,最佳的厚度应该是1 mm左右.
关键词:
钛合金
,
碳化钨硬质合金层
,
ANSYS有限元模拟
向嵩
,
刘国权
,
韩庆礼
,
王安东
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.03.006
本文在经典形核和长大理论模型的基础上,建立了适用于薄板坯连铸连轧(CSP)变形过程中NbC析出的动力学模型.该模型考虑了不同扩散速率原子的质量守恒、软撞击及毛细管效应,并假设碳化物主要在位错上析出,位错密度按照Atsuhiko模型计算.计算结果表明,在不发生软化行为的情况下,按照某实际CSP生产线生产工艺六道次变形后,Fe-0.046Nb-0.053C%(质量分数)钢的平均位错密度为3×1013m-2,开轧2 s后NbC开始析出.随着轧制过程的进行,NbC的最大半径逐渐增大,六道次轧制后最大半径为57 nm.随着轧制过程的进行、变形量的增大以及温度的降低,NbC的平均半径逐渐增大.轧制完成的瞬时钢中析出的NbC粒子的平均半径为27 nm,体积分数为0.0011%,后者远低于对应的平衡体积分数0.0496%.
关键词:
材料科学基础学科
,
薄板坯连铸连轧
,
碳化铌
,
析出
,
动力学模型
