不同热处理工艺下ZCuSn10P1的热疲劳性能.pdf

不同热处理工艺下Z C u S n 1 0 P 1 的热疲劳性能 张学1司乃潮1 ，司松海2 1 . 江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江2 1 2 0 1 3 ； 2 . 镇江忆诺唯记忆合金有限公司，江苏镇江2 1 2 0 0 9 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 7 - 7 5 4 5 . 2 0 1 2 . 0 5 . 0 1 6 摘要研究了热处理前后Z C u S n 1 0 P 1 在2 0 ～5 0 0 ℃的热疲劳性能。结果表明经过热处理后，材料的塑 性提高，δ相减少，锡扩散于铜基体中。6 3 0 ℃保温5 0 m i n 后水淬的试样抗冷热疲劳性能最优。在2 0 ～ 5 0 0 ℃范围内，裂纹长度L 与循环次数N 的a 次方成正比 a ＞1 ，裂纹扩展速率v 与循环次数N 的 a - 1 次方成正比 a ＞1 。 热处理； 热疲劳； 塑性； 裂纹扩展速率； 铜合金； Z C u S n 1 0 P 1 T G 1 4 6 . 1 1A 1 0 0 7 - 7 5 4 5 2 0 1 2 0 5 - 0 0 5 1 - 0 4 T h e r m a l F a t i g u e P r o p e r t i e s o f Z C u S n l O P 1 u n d e r D i f f e r e n t H e a t T r e a t m e n t Z H A N G X u e S I N a i - c h a oS I S o n g - h a i 镇江市重大科技项目 C Z 2 0 0 9 0 0 5 ； 江苏大学“科技创新团队” 资助项目 2 0 1 1 - 1 1 - 0 3 张学 1 9 8 7 - ， 男， 山东潍坊人， 硕士. 万方数据 1 2 0 0 次左右的时 万方数据 次）分别为 万方数据 [ 1 ] 江红. 微观组织对热锻模具钢热疲劳性能的影响[ D ] . 吉林吉林大学硕士学位论文，2 0 0 1 1 - 8 8 . [ 2 ] T a i r a S , F u j i n o M , O h t a n l R . C o l l a b o r a t i v e s t u d y o n t h e r m a l f a t i g u e P r o p e r t i e s o f h i g h t e m p e r a t u r e a l l o y s i n 万方数据 2 0 1 2 年5 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．e n 5 7 针对以上情况并结合国内同行的生产经验。决 定在稳定操作的前提下分别采用以下3 种方式对窑 内结圈进行处理 “洗窑”当发现回转窑内的结圈物影响到物料 在窑内的正常通行时，采用直接向回转窑内输送高 热值无烟煤迅速提高窑内温度。使结圈物在高温下 软化，并在重力的作用下脱离窑壁后随物料排出回 转窑。 “机械处理”制作一根较长的撞杆，一旦发现窑 内有粘壁或结圈现象，立即用撞杆进行机械撞击处 理。 “降铁处理”对入窑原料进行优化。根据入窑 瓦斯泥全铁含量检测结果，配入适量的低铁高锌废 渣使其入窑料中铁含量降至2 0 ％以下。该方式广 泛应用于湖南等地的回转窑有色冶炼生产线。 5 工业应用效果 为验证以上3 种方式的可行性，我们利用攀钢 高炉瓦斯泥处理生产线进行工业试验，其效果如下。 S ．1 洗窑方式 采用该方式能够很好地处理回转窑结圈，在设 备允许的条件下可不停窑无限期延长生产周期。但 由于采用商热值无烟煤进行高温清圈，氧化锌粉收 得率降低，生产成本相对较高。 5 ．2 机械处理 采用该方式对窑头结圈能够很好地进行清理， 但一旦结圈距离窑头较远时，由于窑内温度较高，伸 人窑内的撞杆易软化变形，撞击力降低，对结圈部位 的清理效果较差。若能够对撞杆做进一步的改进优 化，提高其清圈驻力，该方式将会是一种最优的处理 回转窑结圈的工艺。 5 ．3 降铁处理 该方式由于降低了人窑料的铁含量，使形成的 渣中金属铁含量明显降低，大大缓解了回转窑的结 圈，最长可达到一个月不结圈。且由于渣中铁含量 的降低，即便有结圈也只要稍提高窑内温度便可使 结圈物脱落。但采用该方式生产形成的渣由于铁含 量较低，其经济价值较小。 6结论 洗窑，机械处理和降铁处理这三种处理结圈的 方式均能在一定程度上达到提高生产率、降低生产 成本、保证生产顺行的目的。需要根据情况选用。 参考文献 [ 1 3 白仕平，张丙怀。伍成波，等。利高炉瓦斯泥高效利用的 实验研究[ J ] ．中国冶金，2 0 0 7 ，1 7 6 ；4 0 - 4 5 ． [ 2 3 张鑫，丁跃华．罗志俊，等，攀钢瓦斯泥脱锌还原工艺研 究[ 刀．云南冶金．2 0 0 8 ，3 7 3 3 2 - 3 6 ． [ 3 ] 张红军．直接还原铁在我国的发展现状及前景[ J ] ．鞍 山钢铁学院学报，2 0 0 2 ，5 1 1 z 4 3 1 ． I - 接第5 0 页 [ 2 ] 陈远望．国外镁金属研究现状[ 刀．世界有色金属，2 0 0 3 2 4 6 4 9 ． [ 3 ] 惠希东，陈国良，块体非晶合金[ M ] ．北京；化学工业出 版社，2 0 0 7 ． [ 4 ] 高玉华，陈传祥．锾合金熔炼、铸造过程的危险性分析 [ J ] ．中国安全科学学报．2 0 0 6 ，1 6 5 7 5 7 8 。 I s ] 许并社，李明照．镁冶炼与镁合金熔炼工艺[ M ] ．j E 京 化学工业出版社，2 0 0 5 ． [ 6 ] 张诗昌，段汉桥．镁合金的熔炼工艺现状及发展趋势 口] ．特种铸造及有色合金，2 0 0 0 6 5 卜5 4 ． [ 7 ] 唱鹅鸣，杨晓平，张德惠，等．感应炉熔炼与特种铸造技 术[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 5 ． 上接第5 4 页 J a p a n [ J ] ．F a t i g u eo fE n g i n e e r i n gM a t e r i a l sa n dS t r u t t u r e s ，1 9 7 9 ，1 4 9 5 5 0 8 ． [ 3 ] 何晋瑞．金属高温疲劳[ M ] ．北京科学出版杜，1 9 8 8 1 - 2 6 5 ． [ 4 ] 杨宜科，吴天禄，朱景鹏．金属高温强度及试验[ M ] ．上 海上海科学与技术出版社，1 9 8 6 2 7 5 ． [ 5 ] R a m a g eRM ，J a t aKV ，S h i f t e rGJ ，e ta 1 ．T h ee f f e c to f p h a s ec o n t i n u i t yo nt h ef a t i g u ea n dc r a c kc l o s u r eh e h a v i o ro fad u a lp h a s es t e e l [ J ] ．M e t a l ．T r a n s ．，1 9 8 7 ，1 8 A 1 8 1 1 8 5 ． [ 6 ] 刘剑虹．热作模具钢3 C r 2 W 8 V 、4 c r 5 M o s i V l 热疲劳机 理的研究[ D ] ．哈尔滨；哈尔滨工业大学。1 9 8 7 2 4 2 5 ． [ 2 ] 陈远望. 国外镁金属研究现状[ J ] . 世界有色金属， 2 0 0 3 2 4 6 - 4 9 . [ 3 ] 惠希东， 陈国良. 块体非晶合金[ M ] . 北京 化学工业出 版社，2 0 0 7 . [ 4 ] 高玉华， 陈传祥. 镁合金熔炼、 铸造过程的危险性分析 [ J ] . 中国安全科学学报，2 0 0 6 ，1 6 5 7 5 - 7 8 . [ 5 ] 许并社， 李明照. 镁冶炼与镁合金熔炼工艺[ M ] . 北京 化学工业出版社，2 0 0 5 . [ 6 ] 张诗昌，段汉桥. 镁合金的熔炼工艺现状及发展趋势 [ J ] . 特种铸造及有色合金，2 0 0 0 6 5 1 - 5 4 . [ 7 ] 唱鹤鸣， 杨晓平， 张德惠， 等. 感应炉熔炼与特种铸造技 术[ M ] . 北京冶金工业出版社，2 0 0 5 . J a p a n [ J ] . F a t i g u e o f E n g i n e e r i n g M a t e r i a l s a n d S t r u c t u r e s , 1 9 7 9 , 1 4 9 5 - 5 0 8 . [ 3 ] 何晋瑞. 金属高温疲劳[ M ] . 北京 科学出版社， 1 9 8 8 1 - 2 6 5 . [ 4 ] 杨宜科， 吴天禄， 朱景鹏. 金属高温强度及试验[ M ] . 上 海上海科学与技术出版社，1 9 8 6 2 7 5 . [ 5 ] R a m a g e R M , J a t a K V , S h i f l e t G J , e t a l . T h e e f f e c t o f p h a s e c o n t i n u i t y o n t h e f a t i g u e a n d c r a c k c l o s u r e b e h a v i o r o f a d u a l p h a s e s t e e l [ J ] . M e t a l . T r a n s . , 1 9 8 7 , 1 8 A 1 8 1 - 1 8 5 . [ 6 ] 刘剑虹. 热作模具钢3 C r 2 W 8 V 、4 C r 5 M o S i V 1 热疲劳机 理的研究[ D ] . 哈尔滨 哈尔滨工业大学， 1 9 8 7 2 4 - 2 5 . [ 1 ] 白仕平， 张丙怀, 伍成波， 等. 利高炉瓦斯泥高效利用的 实验研究[ J ] . 中国冶金，2 0 0 7 ，1 7 6 4 0 - 4 5 . [ 2 ] 张鑫， 丁跃华， 罗志俊， 等， 攀钢瓦斯泥脱锌还原工艺研 究[ J ] . 云南冶金，2 0 0 8 ，3 7 3 3 2 - 3 6 . [ 3 ] 张红军. 直接还原铁在我国的发展现状及前景[ J ] . 鞍 山钢铁学院学报, 2 0 0 2 , 5 1 1 2 4 - 3 1 . 万方数据