ZA400-560泵體成形工藝設(shè)計(jì)含6張CAD圖.zip
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任務(wù)書(shū)論文(設(shè)計(jì))題目:ZA400-560泵體成形工藝設(shè)計(jì)工作日期:2017年12月17日 2018年05月30日1.選題依據(jù):1. 泵是一種常見(jiàn)的化工設(shè)備,是整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力源,泵體是泵的重要組成部分。本泵體采用液態(tài)金屬成形工藝,泵體的質(zhì)量直接影響泵的性能,因此泵體的成形是十分重要的環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)是實(shí)際項(xiàng)目,目前中國(guó)正在走重化工的道路,大連是化工設(shè)備制造基地,此設(shè)計(jì)對(duì)幫助學(xué)生以后就業(yè)具有重要意義。2.ZA400-560泵泵是單級(jí)泵,對(duì)泵體承載能力要求較高,為了保證泵體的質(zhì)量,在生 產(chǎn)前必須做出工藝設(shè)計(jì)。2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)):1.了解3A鋼材料的力學(xué)性能及鑄造性能.2.對(duì)泵體零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析.3.鑄造工藝及鑄造參數(shù)的制定.4.泵體毛坯的熱處理5.泵體質(zhì)量檢測(cè)3.個(gè)人工作重點(diǎn):1.鑄造工藝的制定,包括分型面,澆注位置的選擇,澆注系統(tǒng),冒口的設(shè)計(jì).2.畫(huà)出上下模型圖.3.毛坯的熱處理工藝。4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作:第1周:查閱文獻(xiàn),至少15篇,其中兩篇是英文文獻(xiàn)。 第2周:撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第3周:撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述,是開(kāi)題報(bào)告中重要的一部分。 第4周:修改開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。第5周:到工廠參觀實(shí)習(xí)。第6周:對(duì)零件圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,零件圖是否有需要修改的地方。第7周:對(duì)3A鋼的耐腐蝕性能、鑄造性能、熱處理特點(diǎn)要進(jìn)行全面的了解。第8周:進(jìn)行鑄造工藝的設(shè)計(jì),重點(diǎn)分型面和澆注位置的確定,以及機(jī)械加工余量的選取。第9周:冒口的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第10周:熱處理工藝的確定。第11周:完成所有的圖紙。第12周:翻譯外文資料。第13周:撰寫(xiě)論文和修改論文。第14周:做PPT準(zhǔn)備答辯。第15周:答辯,首先自述,后老師提出問(wèn)題。5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):1戴麗萍.大型水泵用泵體的鑄造工藝.中國(guó)鑄造裝備與技術(shù) .2013(02)2范建偉,郭代營(yíng). 挖泥泵泵體類(lèi)鑄件鑄造生產(chǎn)工藝J. 熱加工工藝. 2009(15)3 薛冰,陳宗民. 砂型鑄造套筒類(lèi)鑄件的澆注系統(tǒng)特點(diǎn)J. 中國(guó)鑄造裝備與技術(shù). 2006(05)4豐涵; 周曉玉; 劉虎; 宋志剛.特超級(jí)雙相不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì).鋼鐵研究學(xué)報(bào).2015(04)5江來(lái)珠,張偉,王治宇.經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼的研發(fā)進(jìn)展.鋼鐵研究學(xué)報(bào).2013(04)6 袁壽其; 劉厚林.泵類(lèi)流體機(jī)械研究進(jìn)展與展望.排灌機(jī)械.2007(06)7范宗霖,張翼飛,陳金海. 我國(guó)泵行業(yè)的現(xiàn)狀與未來(lái)思考J. 水泵技術(shù). 2007(01)8張守偉.RE、C、Cu對(duì)CD3MN鑄造雙相不銹鋼組織和性能的影響.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào).2014(03)9李榮德.鑄造工藝學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,201310王文清、李魁盛. 鑄造工藝學(xué). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.11陸文華.鑄造合金及熔煉. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.12孟倩.鑄造和熱軋高鋁304、316L、310S不銹鋼組織演化及鋁元素作用機(jī)制.博士論文。蘭州理工大學(xué)2016(04)。13閔正清; 歐家才; 梁承偉; 韓東銳.海水環(huán)境中鑄造雙相不銹鋼的腐蝕行為研究.鑄造.2015(08)指導(dǎo)教師簽字:XX教研室主任意見(jiàn):同意簽字:XX 2017年12月14日教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見(jiàn):同意簽字:XX 2017年12月15日 學(xué)院公章進(jìn)度檢查表第-4周工作進(jìn)展情況在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,選擇了論文的題目和研究方向,論文題目是ZA400-560泵體成形工藝設(shè)計(jì),研究領(lǐng)域是鑄造和熱處理,重點(diǎn)了解3A鋼,在查閱了相關(guān)的論文文獻(xiàn)和書(shū)籍后,撰寫(xiě)了開(kāi)題報(bào)告,并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了修改,并達(dá)到了合格的要求。2018年01月09日指導(dǎo)教師意見(jiàn)開(kāi)題報(bào)告已經(jīng)完成,文獻(xiàn)綜述論述比較全面,達(dá)到要求,同意開(kāi)題。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年01月10日第 3周工作進(jìn)展情況在老師的帶領(lǐng)下到工廠進(jìn)行了參觀實(shí)習(xí)。同時(shí),對(duì)泵體的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,將設(shè)計(jì)不合理的地方進(jìn)行了修改,最后,對(duì)本次設(shè)計(jì)泵體的材料 3A鋼的力學(xué)性能、鑄造性能以及熱處理特點(diǎn)通過(guò)查閱文獻(xiàn)都進(jìn)行了系統(tǒng)的 全面的了解和學(xué)習(xí)。2018年05月15日指導(dǎo)教師意見(jiàn)結(jié)構(gòu)分析時(shí),要結(jié)合3A鋼的鑄造性能和工藝性兩個(gè)方面進(jìn)行分析。對(duì)不適合的結(jié)構(gòu)要修改。但要滿足零件的功能。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月18日第 5周工作進(jìn)展情況這段時(shí)間主要的成果是:通過(guò)零件圖的結(jié)構(gòu)分析,對(duì)鑄件的鑄造工藝參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算、確定了鑄件的分型面和澆注位置。同時(shí)還進(jìn)行了鑄件的冒口和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。完成了鑄造工藝圖的繪制。2018年05月15日指導(dǎo)教師意見(jiàn)先確定澆注位置,再確定分形面。一定要把重要的零件重要的部位放在下面。冒口采用模數(shù)法,澆注系統(tǒng)要采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月18日第 7周工作進(jìn)展情況通過(guò)對(duì)泵體材料的性能的學(xué)習(xí),對(duì)鑄件澆注后所進(jìn)行的熱處理工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì),并繪制芯盒圖和模型圖,將本次設(shè)計(jì)所要求的圖紙全部繪制完成。2018年05月15日指導(dǎo)教師意見(jiàn)毛坯的熱處理采用固熔化熱處理,模型圖要加收縮率。注意模型圖和芯盒圖的公差標(biāo)注。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月18日過(guò)程管理評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分工作態(tài)度態(tài)度認(rèn)真,刻苦努力,作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)33遵守紀(jì)律自覺(jué)遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)33開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容詳實(shí),符合規(guī)范要求55任務(wù)完成按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)44過(guò)程管理評(píng)分合計(jì)15 過(guò)程管 理評(píng)語(yǔ) 態(tài)度認(rèn)真,刻苦努力,作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)。自覺(jué)遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)。共完成鑄件零件圖,鑄造工藝圖,模型圖,芯盒圖,零件圖對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分分析,鑄造工藝圖確定了澆注位置、分型面以及相關(guān)的鑄造工藝參數(shù),圖紙準(zhǔn)確合理,且工作量飽滿。冒口計(jì)算采用模數(shù)法,計(jì)算合理,形狀和尺寸準(zhǔn)確,澆注系統(tǒng)采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng),對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行了計(jì)算,計(jì)算準(zhǔn)確合理,設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容詳實(shí),符合規(guī)范要求。按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)指導(dǎo)教師簽字:XX日期:2018-05-21指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿55能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力54完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)109指導(dǎo)教師評(píng)分合計(jì)18 指導(dǎo)教 師評(píng)語(yǔ) ZA400-560泵體成形工藝設(shè)計(jì),符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,此題目是目 前國(guó)內(nèi)公司正生產(chǎn)的項(xiàng)目,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力能夠起到很大的作用。深度、難度適宜,工作量飽滿。該生有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。文題相符,概念準(zhǔn)確,工藝參數(shù)(如機(jī)械加工余量,冒口,澆注系統(tǒng)等)計(jì)算、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)范要求。指導(dǎo)教師簽字:XX日期:2018-05-21評(píng)閱人評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿55能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力54完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)109評(píng)閱人評(píng)分合計(jì)18 評(píng)閱人 評(píng)語(yǔ) 該學(xué)生的本次設(shè)計(jì)為ZA400-500甭提成型工藝設(shè)計(jì),工作量飽滿,具有很好實(shí)踐意義。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中態(tài)度認(rèn)真,積極努力。泵 體構(gòu)造比較復(fù)雜,要求對(duì)泵體的具體構(gòu)造了解詳細(xì) ,從而確定了泵體的具體工藝參數(shù)。該學(xué)生工藝圖繪制規(guī)范,尺寸參數(shù)詳實(shí),表明該學(xué)生的基本功扎實(shí),并按計(jì)劃完成所有工作。在設(shè)計(jì)上具有創(chuàng)新精神,在論文的整體框架結(jié)構(gòu)上合理,對(duì)制圖軟件的掌握與運(yùn)用嫻熟。對(duì)文獻(xiàn)的閱讀及引用合理。因此本次成績(jī)總體表現(xiàn)屬于良優(yōu)秀。評(píng)閱人簽字:XX評(píng)閱人工作單位:機(jī)械工程學(xué)院日期:2018-05-21答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名:XX專(zhuān)業(yè)班級(jí):XX 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目: ZA400-560泵體成形工藝設(shè)計(jì)答辯時(shí)間:2018年05月22日 時(shí) 分 時(shí) 分答辯委員會(huì)(答 主任委員(組長(zhǎng)): XX辯小組)成員委員(組員):XXX答辯委員會(huì)(答辯小組)提出的問(wèn)題和答辯情況問(wèn)題1:1、泵體的設(shè)計(jì)改進(jìn)的方面?回 答: 答:對(duì)泵體的壁厚進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使其更適合鑄造。問(wèn)題2:2、為什么選用樹(shù)脂砂?回 答: 答: 因?yàn)闃?shù)脂砂可使鑄件表面質(zhì)量、尺寸精度高、不需要烘干;潰散性好,容易落砂、清理,大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。問(wèn)題3:3、3A鋼的介紹回 答: 答:3A鋼屬于含N雙相不銹鋼,其牌號(hào)為25Cr5NiMoN,腐蝕性較其它奧氏體不銹鋼都相對(duì)較好。問(wèn)題4:4、采用什么樣的凝固方式?回 答: 答:順序凝固的方式進(jìn)行凝固。問(wèn)題5:5、為什么采用這種凝固方式?回 答: 答:為了能夠更好的補(bǔ)縮金屬液。問(wèn)題6:6、加冒口的作用:回 答: 因?yàn)殍T型中的金屬液在凝固的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)收縮,所以需要補(bǔ)縮金屬液,冒口的作用是為了更好的補(bǔ)縮金屬液。問(wèn)題7:7、ZA400-560的介紹回 答: 答:ZA是國(guó)外一家企業(yè)的牌號(hào),400是葉輪的出口直徑,560是泵體的出口直徑。問(wèn)題8:8、模數(shù)的介紹回 答: 答:鑄件被補(bǔ)縮部位的體積與散熱表面積的比值稱(chēng)為模數(shù),實(shí)際代表鑄件的冷卻速度。問(wèn)題9:9、采用什么樣的澆注系統(tǒng),為什么?回 答: 答:采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)殚_(kāi)放式澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔時(shí)金屬液流速較小,充型平穩(wěn),沖擊力小,金屬氧化輕。問(wèn)題 10:9、采用什么樣的澆注系統(tǒng),為什么?回 答: 答:采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)殚_(kāi)放式澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔時(shí)金屬液流速較小,充型平穩(wěn),沖擊力小,金屬氧化輕。記錄人: 2018年05月22日答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分自述總結(jié)思路清晰,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理109答辯過(guò)程能夠正確回答所提出的問(wèn)題,基本概念清楚,有理論根據(jù)109選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿54完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī)109能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力109答辯委員會(huì)評(píng)分合計(jì)40 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ) XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間,工作刻苦努力,態(tài)度認(rèn)真,能夠遵守各項(xiàng)紀(jì)律,表現(xiàn)出色。 能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)各環(huán)節(jié)的工作,表現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 論文立論正確,理論分析透徹,解決問(wèn)題方案恰當(dāng),結(jié)論正確,并有一定的創(chuàng)新性,有較高的學(xué)術(shù)水平或?qū)嵱脙r(jià)值。 論文使用的概念正確,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),條理清楚,邏輯性強(qiáng)。 論文中使用的圖表,設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁?shū)寫(xiě)和制作時(shí),能夠嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 具有較強(qiáng)的獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及外語(yǔ)應(yīng)用能力,原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng),實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確可靠。 答辯過(guò)程中,能簡(jiǎn)明和正確地闡述論文(設(shè)計(jì))的主要內(nèi)容,思路清晰,論點(diǎn)正確?;卮饐?wèn)題準(zhǔn)確、深入,有自己的見(jiàn)解,有較強(qiáng)的應(yīng)變力及語(yǔ)言表達(dá)能力。 答辯成績(jī): 40答辯委員會(huì)主任: XX成績(jī)?cè)u(píng)定 項(xiàng)目分類(lèi)成績(jī)?cè)u(píng)定過(guò)程管理評(píng)分15指導(dǎo)教師評(píng)分18評(píng)閱人評(píng)分18答辯委員會(huì)評(píng)分40總分91成績(jī)等級(jí)A成績(jī)等級(jí)按“A、B、C、D、F”記載成績(jī)審核人簽章: XX學(xué)院審核人簽章: XX一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域 鑄造、熱處理 2、論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 泵是輸送流體或使流體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加。泵作為水處理過(guò)程中的動(dòng)力設(shè)備,扮演著污水的提升、輸送以及藥劑計(jì)量的工作,其重要性不言而喻,在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的泵設(shè)備一旦出現(xiàn)問(wèn)題, 都會(huì)牽一發(fā)而動(dòng)全身,所以具有重要意義。而泵體是泵的重要組成部分,是影響泵的質(zhì)量的重要因素。所以對(duì)于泵體的設(shè)計(jì)是非常有意義的。 從泵的性能范圍看,巨型泵的流量每小時(shí)可達(dá)幾十萬(wàn)立方米以上,而微型泵的流量每小時(shí)則在幾十毫升以下;泵的壓力可從常壓到高達(dá) 19.61Mpa(200kgf/cm2)以上; 被輸送液體的溫度最低達(dá)-200 攝氏度以下,最高可達(dá) 800 攝氏度以上。泵輸送液體的種類(lèi)繁多,諸如輸送水(清水、污水等)、油液、酸堿液、懸浮液、和液態(tài)金屬等。而泵體是泵的重要零件,是決定泵性能的關(guān)鍵因素,因此其應(yīng)用價(jià)值非常的大。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 3.1 鑄造的發(fā)展概況 現(xiàn)如今我國(guó)鑄造業(yè)的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)已初具規(guī)模。如今已經(jīng)形成了一批頗具特色的專(zhuān)業(yè)化鑄造生產(chǎn)企業(yè)。這些企業(yè)主要包括:高緊實(shí)度造型+先進(jìn)制芯+雙聯(lián)熔煉的發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件鑄造企業(yè);大批量機(jī)械化生產(chǎn)的剎車(chē)轂、制動(dòng)盤(pán)、排氣管等汽車(chē)鑄件廠;樹(shù)脂自硬砂為主體的機(jī)床、箱體、風(fēng)電等大型鑄件生產(chǎn)廠;V 法工藝為主體的鑄造廠和消失模鑄造廠;金屬型或金屬型覆砂為主的曲軸、磨球生產(chǎn)廠;硅溶膠或硅酸乙脂為粘結(jié)劑的高檔熔模精密鑄造廠;水玻璃為粘結(jié)劑的普通鋼件精鑄廠;離心球鐵鑄管廠和離心灰鐵鑄管廠;有色合金砂鑄壓(高/低/差)鑄廠等等。 從歷史悠久的鑄造技術(shù)發(fā)展到今天的現(xiàn)代鑄造技術(shù)或液態(tài)凝固成形技術(shù)這不僅與金屬與合金的結(jié)晶與凝固理論研究的深入和發(fā)展、各種凝固技術(shù)的不斷的出現(xiàn)和提高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用等有關(guān),而且還與化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、制造方法和技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。 1)凝固理論的發(fā)展結(jié)晶與凝固是鑄件形成過(guò)程的核心,它決定著鑄件的組織和缺陷的形成,也決定了鑄件的性能和質(zhì)量。近 30 年來(lái),借助于物理化學(xué)、金屬學(xué)、非平籬熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、高等數(shù)學(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué),從傳熱、傳質(zhì)和固液界面幾個(gè)方面進(jìn)行研究,使金屬凝固理論有了很大的發(fā)展,這不僅使人們對(duì)許多條件下的凝固過(guò)程和組織特征有了深入的認(rèn)識(shí),而且促使了許多凝固技術(shù)和液態(tài)凝固成形方法的提出、發(fā)展和生產(chǎn)應(yīng)用。例如凝固理論已建立了鑄件冷卻速度和品粒度以及晶粒度與鑄件力學(xué)性能之間的一些函數(shù)關(guān)系,從而為控制鑄造工藝參數(shù)和鑄件力學(xué)性能提供了依據(jù)。 2)凝固技術(shù)的發(fā)展控制凝固過(guò)程是開(kāi)發(fā)新型材料和提高鑄件質(zhì)量的重要途徑。其中主要的方法有:順序凝固技術(shù)、快速凝固技術(shù)、復(fù)合材料的獲得、半固態(tài)金屬鑄造成形技術(shù)等等。 3.2 泵的發(fā)展概況 1)國(guó)內(nèi)泵業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)泵業(yè)迄今尚未形成真正的品牌優(yōu)勢(shì)。泵業(yè)的發(fā)展主要還是依靠國(guó)內(nèi)強(qiáng)勁的需求。由于未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)需求旺盛,因此,國(guó)內(nèi)泵業(yè)有發(fā)展的空間。但競(jìng)爭(zhēng)激烈,包括和國(guó)外泵業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。 由于國(guó)內(nèi)泵業(yè)比較優(yōu)勢(shì)的逐漸喪失,以及出口條件的劣化,泵的出口預(yù)計(jì)會(huì)受到打壓。 預(yù)計(jì)泵的產(chǎn)品會(huì)多元化,配套能力會(huì)進(jìn)一步提高。由于國(guó)內(nèi)鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)化新品的政策首次由政府單綱,預(yù)計(jì)由國(guó)內(nèi)研制急需的高端泵會(huì)得到強(qiáng)勁的推動(dòng)。一些新的產(chǎn)品,如節(jié)能環(huán)保電磁熱泵等會(huì)在政策的指引下得到推廣應(yīng)用。 泵16的設(shè)計(jì)水平會(huì)和先進(jìn)的制造技術(shù)在大型的泵制造廠進(jìn)一步得到提升,兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合會(huì)給泵制造廠帶來(lái)質(zhì)的飛躍。 前面說(shuō)過(guò),國(guó)內(nèi)泵業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,這樣就導(dǎo)致一些不上規(guī)模的泵制造企業(yè)和技術(shù)跟不上要求的企業(yè)會(huì)被逐漸淘汰。 2)國(guó)內(nèi)泵產(chǎn)品的進(jìn)展和差距 (1)國(guó)內(nèi)泵產(chǎn)品的進(jìn)展由于近些年內(nèi)需擴(kuò)充所需,國(guó)內(nèi)泵業(yè)獲得了一定發(fā)空間,泵產(chǎn)品由此取得一些新的進(jìn)展,表現(xiàn)在流程泵的品種和規(guī)格增多;一些依靠引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的流程泵多已系列化,部分老產(chǎn)品也在吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)。低比轉(zhuǎn)數(shù)的小流量高揚(yáng)程泵、耐腐蝕泵以及無(wú)密封泵均擴(kuò)大了供貨的空間。特別是關(guān)鍵的流程泵和大型水泵,如石化行業(yè)用的加氫進(jìn)料泵、輻射爐進(jìn)料泵、立式和臥式高速泵、低溫泵等等許多高端泵,經(jīng)過(guò)制造廠和用戶的不懈努力都相繼研制成功并應(yīng)用。此外, 有些泵制造廠可根據(jù)用戶要求提供自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù),以保證關(guān)鍵部位泵安全、可靠地在高效區(qū)運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)產(chǎn)泵可以滿足國(guó)內(nèi)需要的 85,但仍有一些急需的高端泵需要進(jìn)口。 (2)與國(guó)外產(chǎn)品的差距盡管我國(guó)的泵制造業(yè)取得不小的成績(jī),但也應(yīng)看到與國(guó)外產(chǎn)品相比還存在一定的差距。相當(dāng)數(shù)量的國(guó)產(chǎn)泵效率比發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品低 5%10%。總體看,國(guó)產(chǎn)泵的品種與規(guī)格仍然偏少,產(chǎn)品型譜規(guī)格跨度偏大,增加了泵的選擇難度, 某些時(shí)候不得不加大了泵的余量,直接導(dǎo)致了無(wú)功耗的增加。 有些泵質(zhì)量不穩(wěn)定。產(chǎn)品改進(jìn)、開(kāi)發(fā)、換代的速度比較慢,跟不上裝置大型化的步伐和實(shí)際的需要,如千萬(wàn)噸級(jí)煉油廠需要的流量達(dá) 1000 立方米每小時(shí)以上的原油進(jìn)料泵及初餾塔底、常壓塔底、減壓塔底等關(guān)鍵部位泵;PX 裝置需要的高溫、高揚(yáng)程、大流量泵;乙烯裝需要的急冷油泵、急冷水泵、大流量泵;常輸管線需要的高效管道輸油泵以及大型空分裝置的大流量、低壓頭、低溫液體泵等。 總之,我們希望一般泵產(chǎn)品要做精;高端的、急需的泵產(chǎn)品要有專(zhuān)業(yè)的制造廠或?qū)I(yè)部門(mén)不斷地對(duì)需求和產(chǎn)品進(jìn)行研究并付諸行動(dòng)。 二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題 1) 鑄造工藝的制定和熱處理。 2) 畫(huà)出上下模型圖。 3) 毛坯的熱處理工藝。 2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路) 1) 了解 3A 鋼材料的力學(xué)性能及鑄造性能。 2) 對(duì)泵體零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 3) 鑄造工藝及鑄造參數(shù)的制定。 4) 泵體毛坯的熱處理。 5) 泵體質(zhì)量檢測(cè)。 3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果 1) 繪制鑄造工藝圖。 2) 外文翻譯。 3) 撰寫(xiě)論文。 三、論文(設(shè)計(jì))工作安排 1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)) 1) 零件結(jié)構(gòu)分析。 2) 鑄造參數(shù)的選擇。 3) 熱處理方案的選擇。2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周:查閱文獻(xiàn),至少 15 篇,其中兩篇是英文文獻(xiàn)。 第 2 周:撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 第 3 周:撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述,是開(kāi)題報(bào)告中重要的一部分。 第 4 周:修改開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。 第 5 周:到工廠參觀實(shí)習(xí)。 第 6 周:對(duì)零件圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,零件圖是否有需要修改的地方。 第 7 周:對(duì) 3A 鋼的耐腐蝕性能、鑄造性能、熱處理特點(diǎn)要進(jìn)行全面的了解。第 8 周:進(jìn)行鑄造工藝的設(shè)計(jì),重點(diǎn)分型面和澆注位置的確定,以及機(jī)械加工余量的選取。 第 9 周:冒口的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 第 10 周:熱處理工藝的確定。 第 11 周:完成所有的圖紙。 第 12 周:翻譯外文資料。 第 13 周:撰寫(xiě)論文和修改論文。第 14 周:做 PPT 準(zhǔn)備答辯。 第 15 周:答辯,首先自述,后老師提出問(wèn)題。 四、 需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1袁壽其,劉厚林.泵類(lèi)流體機(jī)械研究進(jìn)展與展望J.排灌機(jī)械,2007(06):46-51. 2曲亮.淺談化工離心泵的日常維護(hù)管理J.石化技術(shù),2017,24(11):260. 3李榮德,米國(guó)發(fā).鑄造工藝學(xué)M.機(jī)械工業(yè)出社版,2013.7 4阮于珍.核電廠材料M.原子能出版社,2010.12.01 5 段漢橋 , 魏伯康, 林漢同 . 我國(guó) 鑄 造不銹 鋼 應(yīng) 用 現(xiàn)狀 及 發(fā)展 趨 勢(shì) J. 鑄造 ,2002(05):268-272. 6李學(xué)鋒,李正邦.含氮雙相不銹鋼及其冶金工藝J.特殊鋼,2006(04):36-38. 7鐘原.雙相不銹鋼在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的運(yùn)用J.中國(guó)石油石化,2017(08):64-65. 8常季,陳吉,黃澳,宋見(jiàn),劉元福.2205 雙相不銹鋼硫酸露點(diǎn)腐蝕性能的研究J.北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào),2015,23(04):10-14. 9陸文華,李隆盛,黃良余.鑄造合金及其熔煉M.機(jī)械工業(yè)出版社,2013.8,220 10鄒德寧,韓英,李姣,陳治毓.熱處理對(duì)2205 雙相不銹鋼焊接接頭力學(xué)性能的影響J.機(jī)械工程學(xué)報(bào),2011,47(02):85-89. 11沈繼剛,閆君.淺析奧氏體不銹鋼中厚板生產(chǎn)中的連續(xù)噴淋酸洗工藝J.鋼鐵技術(shù),2015(03):23-26. 12劉光磊,楊佳偉.奧氏體不銹鋼管道酸洗鈍化質(zhì)量控制J.城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(3) 13楊濤.奧氏體不銹鋼的酸洗鈍化處理J.科技信息,2010(23):105+417. 14Jerzy abanowski,Aleksandra wierczyska,Santina Topolska. Effect of Microstructure on Mechanical Properties and Corrosion Resistance of 2205 Duplex Stainless SteelJ. Polish Maritime Research,2015,21(4). 15Nabendu Ghosh,Pradip Kumar,Goutam Nandi. Parametric Optimization Of Gas Metal Arc Welding Process By Using Grey Based Taguchi Method On Aisi 409 Ferritic Stainless SteelJ. Technological Engineering,2016,13(1). 附:文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述1. 泵體的概述1.1. 泵的概念泵是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能量的機(jī)械,由泵體、葉輪、泵蓋三部分組成。廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域 ,無(wú)論是航空航天、核電站、核潛艇,還是農(nóng)業(yè)排灌、城市供水、石油、化工、火力發(fā)電等國(guó)家建設(shè)各個(gè)方面都離不開(kāi)各種類(lèi)型的泵。據(jù)統(tǒng)計(jì),泵的耗電量約占全國(guó)總發(fā)電量的 20%,其耗油量約占全國(guó)總油耗的 5%,它是僅次于電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛的通用機(jī)械。11.2. 泵的用途化工和石油部門(mén)的生產(chǎn)中,原料、半成品和成品大多是液體,而將原料制成半成品和成品,需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的工藝過(guò)程,泵在這些過(guò)程中起到了輸送液體和提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流量的作用,此外,在很多裝置中還用泵來(lái)調(diào)節(jié)溫度。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,泵是主要的排灌機(jī)械。我國(guó)農(nóng)村幅員廣闊,每年農(nóng)村都需要大量的泵,一般來(lái)說(shuō)農(nóng)用泵占泵總產(chǎn)量一半以上。在礦業(yè)和冶金工業(yè)中,泵也是使用最多的設(shè)備。礦井需要用泵排水,在選礦、冶煉和軋制過(guò)程中,需用泵來(lái)供水等。在電力部門(mén),核電站需要核主泵、二級(jí)泵、三級(jí)泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、油氣混輸泵、循環(huán)水泵和灰渣泵等。在國(guó)防建設(shè)中,飛機(jī)襟翼、尾舵和起落架的調(diào)節(jié)、軍艦和坦克炮塔的轉(zhuǎn)動(dòng)、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體,有的還要求泵無(wú)任何泄漏等??傊?,無(wú)論是飛機(jī)、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車(chē)、船舶,或者是日常的生活,到處都需要用泵,到處都有泵在運(yùn)行。正是這樣,所以把泵列為通用機(jī)械,它是機(jī)械工業(yè)中的一類(lèi)主要產(chǎn)品。1.3. 離心泵的原理離心泵的工作原理就是利用泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力作用,表現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)上就是經(jīng)電機(jī)帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)葉輪工作,產(chǎn)生離心力,物料在葉輪內(nèi)受到離心力的作用,產(chǎn)生動(dòng)能,在葉輪出口具有一定的速度,經(jīng)泵體出口流向管道出口進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸送液體的目的。液體經(jīng)泵體排出,使得葉輪人口處形成負(fù)壓,在壓力差的作用下液體物料源源不斷的被泵體排出,實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)輸送。22. 鑄造概述鑄造的優(yōu)點(diǎn)1)適用范圍廣。鑄件方法幾乎不受零件結(jié)構(gòu)、尺寸大小和復(fù)雜程度的限制,適用范圍非常廣泛,可以鑄造壁厚從幾毫米到幾米、長(zhǎng)度從幾毫米到十幾米、質(zhì)量從幾克到幾十噸的各種合金鑄件。2)不受金屬和合金種類(lèi)限制。鑄件可以生產(chǎn)鑄鋼、鑄鐵以及各種鋁合金、銅合金、鋅合金、鎂合金及鈦合金等鑄件。對(duì)于脆性合金的成形,鑄件是唯一可行、不可替代的加工方法。3)鑄件精度高。一般而言,鑄件比鍛件、焊接件尺寸精度高4)成本廉價(jià)。鑄件在一般機(jī)器生產(chǎn)中約占總重量的40%80%,而成本只占機(jī)器總成本的25%30%。33. 奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的性能3.1. 奧氏體不銹鋼的性能奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能,良好的工藝性能和焊接性能。一般在固溶狀態(tài)下使用。奧氏體不銹鋼是單相固溶體,不能熱處理強(qiáng)化,熱處理的主要目的是為了增強(qiáng)鋼的耐蝕性,提高這類(lèi)鋼力學(xué)性能的有效方法是冷加工。1)拉伸性能a)奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度比較低,一般用冷加工強(qiáng)化的方法來(lái)增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度, 任性依然可以滿足要求。可以采用10%20%的冷加工量,有時(shí)為了防止應(yīng)力腐蝕, 冷加工量限制在10%以內(nèi)。b)奧氏體不銹鋼的高溫強(qiáng)度比較好2)腐蝕性能總的來(lái)說(shuō),奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能。不受硝酸、濃硫酸及磷酸等類(lèi)的腐蝕。與鐵素體鋼相比,耐腐蝕性能有很大的提高,因此壓力容器在與高溫水接觸的部位都要堆焊奧氏體不銹鋼,以防止腐蝕。但奧氏體不銹鋼在壓水堆條件下應(yīng)用,還是有晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕的傾向。43.2. 鐵素體不銹鋼的性能鐵素體不銹鋼含鉻量一般為 12%30%, 含碳量大多低于0.12%。在高鉻 (Cr16%)鐵素體不銹鋼中常含有1%4%的鉬, 以改善耐非氧化性介質(zhì)和耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等性能。我國(guó)鐵素體不銹鋼的牌號(hào)為 ZG1Cr17 和 ZG1Cr19Mo2。鐵素體不銹鋼具有良好的耐蝕性能, 特別是對(duì)氧化性介質(zhì)。鐵素體不銹鋼鉻含量較高而鎳當(dāng)量較低 , 成本上低于鉻鎳奧氏體不銹鋼 。由于鐵素體組織對(duì)碳的固溶能力低, 除超低碳鋼種外,一般在鐵素體組織中均會(huì)有一定數(shù)量的碳化物析出,影響鋼的抗點(diǎn)蝕性能。同時(shí)鐵素體不銹鋼還有鑄態(tài)晶粒粗大而又不能通過(guò)熱處理細(xì)化、韌脆性轉(zhuǎn)變溫度高、相及 475脆性等問(wèn)題,鋼的沖擊韌性很低, 不能用于受力較大的耐蝕構(gòu)件。因此在我國(guó)應(yīng)用不多.鐵素體不銹鋼的這些問(wèn)題主要是由間隙原子造成的,其中主要是碳和氮。隨著精煉技術(shù)發(fā)展, 這些問(wèn)題已可解決。國(guó)外多采用 VOD 或 AOD 精煉降低鋼的碳量至 0.03%甚至 0.01%以下,并用加鈦或鈮穩(wěn)定化的方法固定多余碳,消除了碳化物析出降低耐蝕性的問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)精煉后鋼中的氮量也降至極低, 避免了碳、氮在晶界的偏聚造成的脆性,鋼的韌性可以達(dá)到很高水平。這樣鐵素體不銹鋼就有很廣闊的應(yīng)用前景。53.3. 奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼是指在奧氏體基體中存在一定量的鐵素體組織的一類(lèi)不銹鋼。雙相不銹鋼有以下三個(gè)顯著特點(diǎn) :a)有遠(yuǎn)高于奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度 , 性能可以通過(guò)改變組織中的鐵素體量加以調(diào)節(jié)。有文獻(xiàn)報(bào)道了國(guó)外一種 Zeron 牌號(hào) (C 0.03%、24%26% Cr、5%8%Mo、3%4%Ni、0.2%0.3%N、0.5 %1% Cu、0.5%1%W)的鑄造雙相不銹鋼與鑄造奧氏體不銹鋼 CF-8M 及相對(duì)應(yīng)的變形合金AISI316 的力學(xué)性能對(duì)比屈 服強(qiáng)度約為奧氏體鋼的 2 倍。b)有良好抗蝕能力,特別是抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂能力超過(guò)奧氏體不銹鋼能力超過(guò)奧氏體不銹鋼 。c)雙相不銹鋼含鎳量較低,可使用一定量氮代替鎳,成本上有較大優(yōu)勢(shì) 。雙相不銹鋼有鉻鎳型和 鉻錳氮型兩大類(lèi)。 我國(guó)鑄造雙相鋼有 兩個(gè)牌號(hào) , 即ZG1Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N 和 ZG1Cr18Mn13Mo2CuN,均為節(jié)鎳的鉻錳氮型 。與國(guó)外相比 , 一是碳量較高影響耐蝕性能; 二是錳量較高影響工藝性能。我國(guó)鑄造雙相鋼成本較低 , 性能方面有差距 。應(yīng)在積極擴(kuò)大鑄造雙相不銹鋼應(yīng)用的同時(shí) , 大力發(fā)展性能更高的低碳鉻鎳型雙相鋼。雙相不銹鋼具有比奧氏體不銹鋼更高的力學(xué)性能,有優(yōu)良耐蝕性,特別是抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂能力。雙相不銹鋼含鎳量低于奧氏體不銹鋼,生產(chǎn)成本上有較大優(yōu)勢(shì)。因此,雙相不銹鋼是近年研究發(fā)展最快的鋼種之一。在雙相不銹鋼中,含氮雙相不銹鋼的發(fā)展有特殊意義。氮不僅是強(qiáng)奧氏體形成元素,在不銹鋼中加入少量氮可取代大量昂貴的鎳,而且氮作為合金元素, 既可提高不銹鋼的強(qiáng)度,改善疲勞、蠕變性能,又可明顯提高不銹鋼耐蝕性,尤其是耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能。我國(guó)在發(fā)展含氮不銹鋼方面有很好基礎(chǔ),近年在雙相不銹鋼方面的研究也較活躍,性能優(yōu)良且價(jià)格低的含氮雙相不銹鋼的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。53.4. 含氮雙向不銹鋼的特點(diǎn):雙相不銹鋼已構(gòu)成一個(gè)鋼類(lèi),表現(xiàn)為鐵素體-奧氏體雙相組織,兩相中的鉻含量均超過(guò) 13%且鐵素體和奧氏體的體積分?jǐn)?shù)大體相當(dāng)。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)為高的機(jī)械性能(固溶強(qiáng)化,晶粒細(xì)化,沉淀硬化),優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕和點(diǎn)腐蝕性能以及較低的價(jià)格(鎳含量低),特別是通過(guò)降低碳含量和增加氮含量從而改善了鋼的可焊性。由于雙相鋼的細(xì)晶粒組織,在退火狀態(tài)下其屈服強(qiáng)度為退火奧氏體鋼類(lèi)的 兩倍而鋼的韌性不會(huì)降低。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼因鐵素體在 250 以上和-50以下具有脆性(475脆性,-相脆性 )而不宜使用。目前至少有 4 種不同類(lèi)型的雙相不銹鋼:1) 23Cr-4Ni- 0.10N 類(lèi)低價(jià)不含鋁雙相不銹鋼,替代 304 和 316 奧氏體不 銹鋼;PRE 值(抗點(diǎn)蝕當(dāng)量)約 25;2) 22Cr-5Ni-3Mo-0.17 型雙相不銹鋼,耐蝕性介于 316 奧氏體不銹鋼和 6%MoN 超級(jí)奧體鋼之間,PRE 值約 35;3) 含不同鋁和氮(有時(shí)加銅和鎢)的 25%Cr 雙相不銹鋼,PRE 值為 30-39;4) 25Cr-7Ni-3.7Mo-0.27N 型超級(jí)雙相不銹鋼,PRE 值40。64. 3A 鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能4.1 雙相不銹鋼組織結(jié)構(gòu)通常是由鐵素體與奧氏體構(gòu)成,其最大的優(yōu)勢(shì)在于將鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼疼特征匯聚一體。其強(qiáng)度高、塑性、抗腐蝕性以及韌性處于較高層次上,易于焊接。本次設(shè)計(jì)采用的材料為 3A 鋼,其化學(xué)成分見(jiàn)表 4-1。7表 4-13A 鋼的化學(xué)成分牌號(hào)CMnPSSiNiCrMoN3A0.0610.040.0414.0-6.024-271.75-2.50.15-0.254.2 力學(xué)性能主要是由 50%鐵素體和 50%的奧氏體組成,使其兼具奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的雙重特性,具有優(yōu)良的綜合性能。2205 鋼強(qiáng)度是普通奧氏體不銹鋼的 2 倍, 疲勞強(qiáng)度及耐腐蝕性均優(yōu)于奧氏體不銹鋼。其韌性、耐晶間腐蝕性能和良好的焊接性能亦優(yōu)于鐵素體不銹鋼。84.3 奧氏體不銹鋼的鑄造性能1) 流動(dòng)性差,易產(chǎn)生冷隔由于鋼液含鉻量高,在澆注過(guò)程中易生成氧化鉻夾雜物而使流動(dòng)性降低。2) 體收縮大,易產(chǎn)生縮孔縮松為了使鑄件組織致密,應(yīng)力求使鑄件進(jìn)行順序凝固,鎳鉻不銹鋼鑄件的冒口尺寸應(yīng)比碳鋼鑄件大 20%30%。3) 易產(chǎn)生熱裂鎳鉻鋼的線收縮率大,而且鋼的高溫強(qiáng)度低,因此鑄件易因收縮受阻而產(chǎn)生熱裂。為防止熱裂,應(yīng)加強(qiáng)鑄型和型芯的容讓性。4) 易產(chǎn)生熱粘砂由于鋼液溫度高,易產(chǎn)生熱粘砂。為了保證鑄件表面質(zhì)量,可采用耐火度高的涂料,如鉻礦粉涂料、鎂砂粉涂料、鋯砂粉涂料等來(lái)涂刷鑄型和型芯的表面。95. 熱處理對(duì) 2205 雙相不銹鋼力學(xué)性能的影響1)對(duì)固溶處理后的 2205 雙相不銹鋼焊接接頭在 850進(jìn)行時(shí)效處理,母材區(qū)、焊縫區(qū)和熱影響區(qū)均有。相沿鐵素體與奧氏體晶界析出,隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),相向鐵素體一側(cè)長(zhǎng)大,其數(shù)量明顯增多;其中,焊縫區(qū)對(duì)相的析出過(guò)程最為敏感, 其硬度增加量較母材區(qū)大。2)l 050固溶保溫 60 分鐘水冷至室溫后,2205 雙相不銹鋼焊接接頭拉伸性能良好;在 850時(shí)效,隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),抗拉強(qiáng)度有所提高,但伸長(zhǎng)率和斷面收縮率顯著下降。3)固溶處理后焊縫區(qū)的沖擊吸收功隨時(shí)效時(shí)問(wèn)的延長(zhǎng)顯著下降,材料的沖擊韌度嚴(yán)重惡化,這主要由于沿晶界析出脆性。相所致,沖擊斷口形貌分析也證明了焊縫區(qū)脆性斷裂的特征。106. 奧氏體不銹鋼的酸洗和鈍化6.1. 酸洗、鈍化的目的受高溫和氧化性氣氛的影響,奧氏體不銹鋼鋼板在熱軋、固溶處理等工序加工過(guò)程中,其表面會(huì)產(chǎn)生連續(xù)、致密、與基體附著力較強(qiáng)的黑色氧化鐵皮。氧化鐵皮的化學(xué)組成比較復(fù)雜,主要有 FeO、Fe203、Fe3O4、Cr2O3、NiO、SiO2 和難溶的 FeOCr2O3、NiOFe2O3 等。氧化鐵皮的存在不但影響鋼板表面的裝飾性外觀,而且會(huì)加快鋼板表面的電化學(xué)腐蝕,影響不銹鋼板的防腐性能,因此氧化鐵皮必須在產(chǎn)品出廠交付前必須進(jìn)行有效清除。而酸洗鈍化處理作為目前奧氏體不銹鋼板規(guī)模生產(chǎn)最經(jīng)濟(jì)、最有效、成本最低廉的去除氧化鐵皮形成鈍化膜的方法,故通常采用此種方法。116.2. 奧氏體不銹鋼酸洗鈍化的原理金屬經(jīng)氧化性介質(zhì)處理,在其表面生成均勻致密的氧化膜,并使腐蝕速度比未處理前有顯著下降的現(xiàn)象稱(chēng)金屬的化學(xué)鈍化。鈍化機(jī)理可以用薄膜理論解釋為:鈍化是由于金屬與氧化性介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),在金屬表面上生成一層薄而致密、覆蓋性良好、附著力強(qiáng)的氧化物膜層,即“鈍化膜”;鈍化膜獨(dú)立存在,通常是氧和金屬的化合物,主要成分為CrO 3 、FeO 與 NiO,它是不銹鋼防腐蝕的基本屏障, 是腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散的阻擋層,而并不是把金屬與腐蝕介質(zhì)完全隔開(kāi),鈍化膜具有動(dòng)態(tài)特征,通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞膜,而在氧化劑(如空氣) 存在時(shí)能保持或修復(fù)膜。126.3. 酸洗鈍化處理時(shí)操作過(guò)程1)一般操作過(guò)程:先將容器表面用工業(yè)清潔劑刷洗一遍,然后用毛刷等將配置好的酸洗鈍化膏涂抹于設(shè)備表面,使其反應(yīng)一段時(shí)間后,用毛刷或鋼絲刷不斷擦洗。對(duì)于焊縫處應(yīng)用里反復(fù)擦洗幾遍。待容器表面成白色光亮顏色時(shí),說(shuō)明鈍化完成, 此時(shí)應(yīng)用流動(dòng)的清水沖洗設(shè)備。2)操作過(guò)程中應(yīng)注意的幾點(diǎn):前期處理前,油污和焊接飛濺之類(lèi)的表面缺陷應(yīng)處理完畢后方可進(jìn)行酸洗鈍化處理。對(duì)于嚴(yán)重發(fā)黑的焊道,應(yīng)用鋼絲刷反復(fù)擦洗,確保其光亮。沖洗時(shí),應(yīng)用抹布等進(jìn)行刷洗。136.4. 奧氏體不銹鋼清洗鈍化應(yīng)注意的事項(xiàng)1)清洗鈍化前應(yīng)去除焊縫及母材表面的飛濺、焊藥、灰塵等。清除油污必要時(shí)可采用有機(jī)溶劑、堿洗液或中性洗滌液清洗表面,并用清水沖洗干凈。2)酸洗鈍化操作過(guò)程中,操作人員必須仔細(xì)觀察,認(rèn)真控制清洗鈍化溫度和時(shí)間。溫度低則適當(dāng)延長(zhǎng)處理時(shí)間,溫度高則時(shí)間縮短。防止達(dá)不到酸洗鈍化效果或過(guò)酸洗而引起材料表面過(guò)腐蝕。涂膏清洗鈍化時(shí),將膏均勻地涂刷于需要酸洗鈍化的表面,一般先涂刷焊縫處,氧化皮較厚處略涂厚些。3)酸洗鈍化后的不銹鋼表面不應(yīng)有明顯的腐蝕痕跡,顏色應(yīng)均勻一致,不留斑紋或氧化色。鈍化后要用 A 級(jí)除鹽水徹底沖洗設(shè)備表面,不留存殘液。酸洗鈍化液及沖洗水中控制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于 25g/g,宜選用去離子水沖洗設(shè)備,酸洗鈍化后對(duì)鈍化表面需采用一定的保護(hù)措施,如選用聚乙烯薄覆蓋或包裹,避免異金屬、非金屬接觸及硬物接觸,禁止焊接或打磨操作。12附錄 2:外文翻譯相變及其對(duì) 2205 雙相不銹鋼力學(xué)性能和耐點(diǎn)蝕性能的影響摘要研究了相變對(duì) 2205 雙相不銹鋼的力學(xué)性能和點(diǎn)蝕性能的影響,850熱處理 60 min,試樣中相的變化量最大可達(dá) 6。結(jié)果表明:相顯著提高了試樣的硬度,降低了試樣的沖擊韌性,但極限拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的增加趨勢(shì)不明顯,而總伸長(zhǎng)率隨時(shí)效時(shí)間從 5 SEM 觀察顯微圖像分析表明,當(dāng)試件老化 5-60 分鐘時(shí),沖擊斷口類(lèi)型由韌性模式變?yōu)榫w模式,而且點(diǎn)蝕電位降低的程度與溫度密切相關(guān),在較高溫度下更顯著。在相成核的潛伏期,點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)溫度和老化時(shí)間顯然取代了潛在的牽引電位并沒(méi)有那么高貴的價(jià)值。在 15 分鐘之后,較高溫度比衰老時(shí)間更有助于降低點(diǎn)蝕電位。關(guān)鍵詞:雙相不銹鋼;相變;力學(xué)性能;點(diǎn)蝕雙相不銹鋼的高抗腐蝕性和優(yōu)異的機(jī)械性能的結(jié)合可以通過(guò)它們的化學(xué)成分和大致相當(dāng)?shù)蔫F素體和奧氏體體積分?jǐn)?shù)的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)解釋1。這些比較常見(jiàn)的不銹鋼具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。雙相鋼的強(qiáng)度是傳統(tǒng)奧氏體鋼的兩倍左右,與鐵素體鋼相比,具有優(yōu)越的延展性和可焊性2。它們的鉻含量通常高于耐腐蝕奧氏體不銹鋼,其鉬含量約為鎳含量的一半。高鉻和鉬的組合是實(shí)現(xiàn)良好抗氯化物誘導(dǎo)的點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的經(jīng)濟(jì)有效的方法。因此,他們通常選擇用在局部腐蝕潛在問(wèn)題的地方,例如在海洋結(jié)構(gòu),船舶,石油化工廠和油氣生產(chǎn)系統(tǒng)中3。然而,由于高溫暴露而導(dǎo)致的韌性和耐腐蝕性的惡化是雙相不銹鋼用戶的典型問(wèn)題4-5。熱處理導(dǎo)致一系列的微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,這些轉(zhuǎn)變發(fā)生在鐵素體或晶界6,除馬氏體外,還形成奧氏體。高水平的元素穩(wěn)定鐵素體,例如作為鉻,鉬和硅, 可以促進(jìn)相的形成。是一種硬而脆的中間相,含有鐵,鉻,鉬,并形成不銹鋼的鐵素體相7。這個(gè)階段可以在凝固過(guò)程中形成,隨后的熱處理、塑性變形或使用過(guò)程中的老化,都對(duì)雙相不銹鋼的可加工性和壽命有顯著影響8-10。因此,近年來(lái),相吸引了眾多研究人員的關(guān)注。目前工作的重點(diǎn)是研究 2205 雙相不銹鋼相的析出對(duì)機(jī)械性能的影響,并進(jìn)行了耐點(diǎn)蝕性能的研究。本文進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)研究,力學(xué)性能測(cè)試和電化33學(xué)腐蝕試驗(yàn)。在老化過(guò)程中,在基體中析出的 相等金屬間化合物相合理地被忽略,因?yàn)榕c相相比,所有的體積分?jǐn)?shù)都低于相,并且對(duì)相的性能影響要小得多11。1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試材料取自在溶液處理?xiàng)l件下供應(yīng)的熱軋雙相不銹鋼板。為了析出不同數(shù)量的相,這些試樣在 850進(jìn)行了不同的熱處理。2205 雙相不銹鋼的化學(xué)成分如表 1 所示。表 1測(cè)試材料的化學(xué)組成(質(zhì)量百分比,)CCrNiMoSiMnPSNFe0.02521.955.13.10.551.20.0280.0030.015平衡為了表征微觀結(jié)構(gòu),將樣品在標(biāo)準(zhǔn)研磨和拋光技術(shù)下進(jìn)行電化學(xué)蝕刻,然后使10 Vol / L NaOH 中在 2 V 電壓下持續(xù) 3 s。制備的樣品用 Canon PowershotS70 彩色光學(xué)顯微鏡檢查。Q 通過(guò)光學(xué)顯微鏡自動(dòng)圖像分析計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行不同時(shí)效時(shí)間的微觀結(jié)構(gòu)相的定向金相測(cè)量。能量色散 X 射線光譜分析(EDS)用來(lái)確定化學(xué)組成, HB-3000B 硬度計(jì)用于測(cè)量負(fù)荷為2.94104N 的布氏硬度,以及評(píng)估時(shí)效硬化效果。每個(gè)試樣至少取 3 個(gè)壓痕,并報(bào)告平均硬度值。硬度測(cè)量誤差約為記錄的布氏硬度值(BHN)的1.5。室溫拉伸測(cè)試使用計(jì)算機(jī)控制的 ZDM-50 測(cè)試機(jī)器以 0.5mm/ min 的橫跨速度進(jìn)行。根據(jù) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)(ASTM A370)制備試樣,由機(jī)器輸出確定屈服強(qiáng)度(YS)、極限拉伸強(qiáng)度(UTS)和總伸長(zhǎng)率(TEL,)。YS 和 UTS 測(cè)量值的誤差記為1.5 ,延伸百分率為2.5。儀器化的 Charpy-V 按照 ASTM A370 標(biāo)準(zhǔn)樣品制備成 10 mm10 mm55 mm 的標(biāo)準(zhǔn)樣品。沖擊試驗(yàn)在 20和-20 下進(jìn)行,使用最大容量為 650J 的 JB-30B 沖擊機(jī)。在沖擊試驗(yàn)之后,通過(guò)使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察斷裂表面來(lái)確定斷裂機(jī)理(型號(hào):Leo438VP)。在 30和 50條件下,在 3.5的 NaCl 溶液(以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì))中基于電化學(xué)方法進(jìn)行耐點(diǎn)蝕腐蝕性試驗(yàn)。在測(cè)試中采用了具有大表面 Pt 箔作為反電極和飽和甘汞電極(SCE)作為參比電極的常規(guī)三電極電池,并且浸泡在電解質(zhì)中 30 分鐘后進(jìn)行測(cè)量。使用所研究的樣品的工作電極用金剛砂紙拋光至 1200 格,用酒精除油,在水中沖洗并用熱空氣干燥。腐蝕行為通過(guò)點(diǎn)蝕電位(Ep)的絕對(duì)值和極化曲線的形狀來(lái)評(píng)價(jià)。2 結(jié)果與討論2.1 微觀結(jié)構(gòu)分析圖 1 顯示了 2205 雙相不銹鋼試樣在 850老化的橫向斷面的不同老化時(shí)間的彩色光學(xué)顯微組織。圖 1(a)顯示了老化 5 分鐘的樣品的微觀結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出, 實(shí)現(xiàn)了由體心立方鐵素體(基體)和面心立方體奧氏體(二次相)組成的雙相組織,沒(méi)有任何其他的第二相。在圖 1(b)中,可以發(fā)現(xiàn)沿著 /和/的相界或晶界的窄鐵素體區(qū)域沉積微小的 相。這些界面作為 相的非均勻析出的優(yōu)先成核位點(diǎn)是眾所周知的。隨著老化時(shí)間的增加,圖 1(c)中觀察到的新成形體和原始 相的尺寸都增加, 相增長(zhǎng) s 進(jìn)入相鄰的鐵氧體區(qū)域。許多研究4-6,12-13已經(jīng)證明, 相沉淀的機(jī)制是在 600至 1000的溫度范圍內(nèi)發(fā)生的 + 2的共析反應(yīng),其中2相被稱(chēng)為二次奧氏體以區(qū)分原始奧氏體。通過(guò)圖像分析確定這些顯微組織中的相的百分比,如表 2 所示。鐵素體相含量隨著 相沉淀的增加而減小,隨著 相的增加,表 3 列出了在 EDS 評(píng)估的在 850老化 60 分鐘的樣品中相( 和2)的組成。圖 1 在 850老化 5 min(a),15 min(b)和 60 min(c)的樣品的光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)2.2 機(jī)械性能表 4 是力學(xué)性能的結(jié)果,包括硬度值、屈服強(qiáng)度、極限拉伸強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)率。在 850時(shí)效處理過(guò)程中的布氏硬度值顯示在表 4 中。在一段潛伏期后,硬度隨老化時(shí)間延長(zhǎng)而增加。隨著老化時(shí)間從 15 分鐘增加到 60 分鐘,測(cè)量的硬度增加。據(jù)推測(cè),在老化期間獲得的 相的存在導(dǎo)致硬度的顯著增加。如圖 1(a)至(c)所示, 硬度值與微觀組織演變基本一致。顯然等溫時(shí)效時(shí)間較長(zhǎng)對(duì)雙相不銹鋼的硬化是有效的。表 4 還顯示了等溫時(shí)效后獲得的拉伸性能。結(jié)果表明,老化時(shí)間從 5 分鐘延長(zhǎng)到 15 分鐘,屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度略有提高,同時(shí)伴隨著延伸率的少量降低。時(shí)效 15 分鐘至 60 分鐘,得到顯著的延伸率降低。這可能是由于 相的密度增加以及向相的增長(zhǎng)所致,如圖 1(b)和(c)所示。老化試樣在 850時(shí)的沖擊韌度與鋼的夏比沖擊能量之間的關(guān)系如圖 2 所示。在20和-20下測(cè)定縱向和橫向老化試樣的夏比沖擊韌度??梢钥闯?,兩個(gè)方向的韌34性隨著老化時(shí)間而減少。在 15 分鐘內(nèi)發(fā)生韌性的急劇下降,其中沖擊能量沿縱向從285J(老化 5 分鐘)降低到 228J(老化 15 分鐘),并且 210J(老化 5 分鐘)到 176J(老化 5 分鐘)時(shí)效 15 min),由于/ 界面處角鐵粒子的析出和鐵素體晶粒間的吸引,吸收的能量急劇下降。在 相析出范圍(15-60min),沖擊試驗(yàn)中吸收的能量很低,在-20時(shí)觀察到類(lèi)似的行為,這種韌性的嚴(yán)重退化歸因于脆性相的析出。并且還發(fā)現(xiàn)橫向沖擊能量低于縱向沖擊能量,這是由于裂紋易于長(zhǎng)距離穿過(guò)鐵素體相。表 2 不同時(shí)效溫度下 850老化試樣中 ,和 相的含量(體積百分比,)時(shí)效時(shí)間/分鐘相含量相的含量相的含量004456504357152.53463606.02569表 3 在 850下老化 60 分鐘的樣品的相的 EDS 分析(質(zhì)量百分比,)相SiCrFeNiMo1.3329.2755.533.1410。4721.0220.9168.126.363.59表 4 在 850老化的樣品的力學(xué)性能老化時(shí)間/分鐘BHNYS/MPaUTS/ MPaTEL/%021252077031。552205207753115225525780306028053681010圖 2 老化時(shí)間對(duì)鋼的夏比沖擊能量的影響圖 3 顯示了 SEM 對(duì)不同時(shí)效處理后的沖擊斷口圖。典型的韌性斷裂模式如圖 3(a)所示,時(shí)效 5 分鐘。 然而,當(dāng)時(shí)效 60 min 時(shí),斷口表面由小的準(zhǔn)解理面和撕裂邊緣均勻分布,如圖 3(b)所示。由于 相的 TCP 結(jié)構(gòu),鋼的小變形可能造成轉(zhuǎn)變,形成脆性的 相顆粒微裂紋12。由于析出的 小會(huì)損害鋼的韌性,必須采取措施控制其析出。圖 3 沖擊試驗(yàn)后 850,5 分鐘(a)和 60 分鐘(b)老化后的試樣 SEM 照片352.3 耐點(diǎn)蝕性圖 4 顯示了鋼的陽(yáng)極極化曲線。隨著熱處理的增加,點(diǎn)蝕電位降低并且達(dá)到更多負(fù)值。圖 4(a)中點(diǎn)蝕電位從 834 mV(熱處理 5 min)負(fù)移到 441 mV(15 min), 熱處理后的( 60 分鐘)試樣在 340mV 下遭受損傷,分別顯示負(fù)值變化 393mV 和101mV。當(dāng)試驗(yàn)溫度升高到 50時(shí),這種綜合性能也在圖 4(b)中被觀察到,但各種老化時(shí)間的試樣曲線 s 比 t 30的試樣曲線更復(fù)雜。被動(dòng)的主管道通過(guò)減少點(diǎn)蝕電位而收縮。長(zhǎng)期不適當(dāng)?shù)臒崽幚肀┞秾?dǎo)致的耐腐蝕性的快速惡化可能與在相附近區(qū)域中 Cr 和 Mo 的較高消耗有關(guān)。此外,Cr-Mo 耗盡區(qū)鈍化膜的弱點(diǎn)也可能在導(dǎo)致坑引發(fā)的膜破裂中起主要作用14。圖 5 顯示了在 850下老化的樣品的點(diǎn)蝕能力,分別在 30和 50的 NaCl 溶液中浸泡 3.5。根據(jù)以前的微觀結(jié)構(gòu)分析,在 850時(shí)效會(huì)導(dǎo)致雙相不銹鋼在鐵素體相中形成相,從而使孔蝕位移至較低的貴金屬值,繼而損害其耐腐蝕性。盡管如此,即使對(duì)于相含量最高的試樣(6,老化 60 分鐘),所有情況下的點(diǎn)蝕電位值仍保持正值。不論老化時(shí)間如何,試驗(yàn)溫度從 30增加到 50,都可以降低所有試樣的點(diǎn)蝕能力。由于腐蝕速率增加,點(diǎn)蝕開(kāi)始從 834 mV 到 564 mV(5 min), 441 m V 到 264 m V(15 min)和 340 mV 到 224 mV(60 min)負(fù)移。參考文獻(xiàn)15 指出,溫度的升高促進(jìn)了氧氣的擴(kuò)散,因此可能產(chǎn)生更多的腐蝕細(xì)胞。從圖 5 可以看出,點(diǎn)蝕的溫度和老化時(shí)間在相成核的潛伏期期間,顯然將點(diǎn)蝕潛能置換為較不高貴的值,具有協(xié)同作用。在 15 分鐘后,發(fā)現(xiàn)測(cè)試溫度對(duì)于負(fù)面移動(dòng)點(diǎn)蝕潛力的效果比通過(guò)延長(zhǎng)老化持續(xù)時(shí)間造成的效果更大。圖 4 點(diǎn)蝕電位與 850時(shí)效時(shí)間的關(guān)系圖 5 在 30和 50下,在 3。5NaCl 溶液中 850時(shí)的點(diǎn)蝕電位與老化持續(xù)時(shí)間的關(guān)系3 結(jié)論1) 在 850時(shí)效約 15 min 時(shí),2205 雙相不銹鋼的相界面或鐵素體晶界析出相, 進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)效時(shí)間,相發(fā)生粗化并生長(zhǎng)為鐵素體相,時(shí)效 60 分鐘時(shí)相的最大含量達(dá)到約 6。2) 研究結(jié)果表明,隨著 850時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度略有提高, 但延伸率和硬度均有明顯的下降。3) 隨著時(shí)效時(shí)間的增加,2205 鋼的沖擊韌性明顯降低,這是由于相的形成和長(zhǎng)大造成的。與縱向沖擊能量相比,隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),橫向沖擊功呈現(xiàn)出較低的韌性。4) 掃描電鏡分析結(jié)果表明,850時(shí)效 560 min 時(shí),2205 鋼的沖擊斷口類(lèi)型由斷裂韌性斷裂改變?yōu)閿嗔秧g脆性斷裂。5) 相的形成提高了 2205 雙相不銹鋼對(duì)點(diǎn)蝕的敏感性。在 30下進(jìn)行的試驗(yàn)表明, 在 50條件下,試樣的點(diǎn)蝕電位降低較大,相含量和試驗(yàn)溫度均對(duì)減小氧化成核周期中的點(diǎn)蝕電位具有明顯的作用。但隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),試驗(yàn)溫度對(duì) 負(fù)電位點(diǎn)蝕電位的影響更大。38附錄 2:外文原文394143
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