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环保熔炼设备有限公司

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一、冲天炉及配套设备

1、冲天炉系列

1)、水冷两班制薄炉衬冲天炉2)、外热风长炉龄冲天炉（国家专利）3）、封闭叠加式热风冲天炉（国家专利）

4)、高温还原热风冲天炉（国家专利）5)、高温铁屑炉6）、热风冲天炉
2、加料机系列3、冲天炉除尘器4、冲天炉炉后配加料系统
1)、铁料翻斗（液压、气动、电机式）2)、过渡料车（侧开式、底开式、带称重翻转式）3)、双向皮带机
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二、电炉配套设备

1、电炉振动加料机2、电炉炉后微机配加料系统
3、电炉袋式除尘器，排放浓度 < 50mg/Nm3

精诚服务尽显用户尊贵

三、浇注设备

1、机械倾转式浇注机（浇包容量1.0\~2.0T）底注式浇注机（浇包容量1.0\~3.0T）
2、手动（电动）回转前炉（1\~15T）3、铁水包（0.5\~60T）钢水包（1\~200T）

四、V法造型生产线、V法专用砂箱

五、混砂设备、清理设备

YD型移动磁选机（L=6mB=500、650）混砂机S110、S1114C、S1118履带式抛丸清理机Q326E、Q3210C 吊钩清理机Q378E、Q3710炉料滚筒清理机

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昆山新三信机械模具有限公司位于江苏省昆山市，昆山市地处中国经济最发达的长江三角洲，是上海经济圈中一个重要的新兴工商城市。

本公司是一家集开发、设计、制造于一体，专业生产铸造模具的高新技术企业，通过了ISO9001:2000质量管理体系认证。

本公司主要从事砂型铸造，重力铸造，高压铸造，低压铸造，消失模铸造，精密铸造等各类铸造模具的设计制造拥有一流的设计人员，先进的加工设备，采用CAD/CAM技术进行成套模具的设计与加工，开发了缸体、缸盖、曲轴凸轮轴、进气歧管、排气歧管、连体排气管、转向节、刹车鼓、制动钳体、钳体支架、汽车车轮、摩托车车轮、中间壳、高镍涡壳、差壳、通用垫板、减速器壳体等各种高难度模具，深受广大铸造厂家的好评

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烟台四方铸造设备工程有限公司YANTAI SIFANG CASTING EQUIPMENT ENGINEERING CO.,LTD

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·试验研究·

{ { M g - Y - Z n } } 合金的显微组织及腐蚀行为研究

任晓霞，王昕，张前，李佳星，郭涛（太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024）

摘要：本文通过X射线衍射(XRD）光学金相显微镜(OM）、扫描电子显微镜(SEM）电化学测试以及浸泡析氢实验的方法研究了Mg-4Y-2Zn(YZ42）、Mg-6Y-3Zn(YZ63)和Mg-9Y-3Zn(YZ93)三种合金的微观结构和腐蚀性能。结果表明，沉淀析出相的体积分数随着Y和 Z _ { { { n } } } 含量的增加而增多。腐蚀结果阐明了由于增加Y和 Z _ { { { n } } } 含量会促进网状长周期堆垛有序结构(LPSO)相的形成，进而提高合金的耐腐蚀性。因此，YZ93合金和YZ63合金比YZ42合金表现出更好的耐腐蚀性。而YZ63合金比YZ93合金的耐蚀性好，这主要是因为在YZ93合金中原电池效应起主导作用，加快的腐蚀速率，YZ63合金中的LPSO相的阻碍效应起主导作用，阻碍了腐蚀进行。

关键词：镁合金；组织结构；腐蚀行为；长周期堆垛有序结构相中图分类号：TG166.4 文献标志码：A 文章编号：1674-6694(2020）06-0033-04

'tudy on Microstructure and Corrosion Behavior of Mg-Y-Zn Alloy

RENXiao-xia,WANGXin,ZHANGQian,LIJia-xing，GUOTao

CollegeofMaterialsSienceandEngineering，TaiuanUniversityofScienceandTechnology，aiuanShanxiO3OChina）

Abstract:The microstructureandcorrosionpropertiesofMg-4Y-2Zn（YZ42）、Mg-6Y-3Zn（YZ63）andMg-9Y-3Zn(YZ93） allyswereinvestigatedbyX-raydiffaction（XRD),optical metallgraphy（OM）,scaningelectronmicroscopy（SEM)， electrochemicalmeasurementandimmersionhydrogenevolutionexperiment.Theresultsshowthatthevolumefractionofprecipitated phaseincreaseswiththeincreaseofYandZncontent.ThecorosionresultsshowedthattheincreaseofYandZnelementswould promotetheformationofLPSOphase，andthusimprovethecorosionresistanceofthealloy.Therefore，YZ93aloyandYZ63aly showbetercorrosionresistancethanYZ42alloy.ThecorosionresistanceofYZ63alloyisbetterthanthatofYZ93alloy，mainly becausetheprimarybatteryfectplaysaleadingroleinYZ93ally，whichacceleratesthecorrosionrate，andtheblockingfecf LPSO phase in YZ63 alloy playsa leading roleand hindering the corrosion progress.

Key words:Mg alloy，microstructure，corrosion behavior,long period stacking ordered(LPSO)

为了节约能源和减少排放，轻质和环保材料已越来越多地用于许多行业，如汽车，航空/航天和3C电子产业(计算机，通信，消费）。镁合金由于其具有的低密度，良好的散热性、阻尼性、电磁屏蔽性和可循环利用等特点2]，成为首选材料。

但是镁合金的力学性能较低和耐腐蚀性能差阻碍了其进一步应用。为提高镁合金力学性能，很多科技工作者通过细晶强化、析出强化及加工硬化等方式提高了镁合金的力学性能[3。特别是，以\mathbf { M g - G d - Y ( - Z r ) } 合金为代表的通过添加稀土元素，{ M _ { e } ^ { { { g } - R E 1 - R E 2 ( - Z r ) ( R E = G d , Y , N d , D y , E r } } } 等)系列合金具有由于时效硬化过程中所获得的b0（ { { b 0 0 } } + b0或 { { b 0 + b 1 } } )的纳米沉淀，使得合金具有优异的强度和耐热性3]。而对于 { M g - R E { - } Z n } 合金系（ { R E } = { Y } ，Gd,Tb,Dy, _ { { H o , E r , T m } } 合金，由于长周期堆垛有序(LPSO)相的存在，进而提高了合金的力学性能4。最近已有研究表明， { M g - Y - Z n } 合金的屈服强度达到3 0 0 { M P a } 以上，如 { M g 9 6 Z n 2 Y 2 } 合金和 { M g 9 4 Z n 3 Y 3 } 合金薄板的屈服强度分别为 3 1 7 { \ : M P a } 和 3 8 0 \ { M P a } 伸长率分别为 1 0 % 和 6 % [7].

腐蚀性能差是阻碍镁合金应用的另外一个问题。目前大量的工作聚焦于合金化、表面改性、表面涂层的技术来改善其腐蚀性能。通常情况下，第二相的体积分数越高，原电池效应越明显，合金的腐蚀速率越高89。但并不总是遵循该规则，例如，在{ M g - A l } 系合金中，当大量 { M g } _ { 1 7 } { A l } _ { 1 2 } 第二相以网络形式出现时，可以物理地阻止腐蚀，从而起到提高耐腐蚀性的作用。对于高强高韧性 { M g - R E { - } Z n } 合金而言，提高其耐腐蚀性能具有很重要的意义，目前关于LPSO相对合金的腐蚀性能的影响研究已经取得一定进展[，然而仍然没有形成统一的认识，有的文献认为高含量的LPSO会降低其耐蚀性，而有的实验结果表明较高LPSO含量有利于腐蚀性能的改善[7-9]。

因此，本工作设计制备了三种 { M g } { - } 4 { Y } { - } 2 { Z n } (YZ42)、Mg-6Y-3Zn(YZ63）和 { M g - } 9 { Y } { - } 3 { Z n } (YZ93)合金，主要目的是通过合金设计，在合金中形成不同含量的LPSO结构，进而研究其对合金的腐蚀行为的影响。论文使用光学显微镜(OM）扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）电化学工作站以及浸泡析氢腐蚀，研究了三种稀土镁合金的微观组织结构及腐蚀性能和机理。

1试验过程

选择高纯度镁锭和锌锭 9 9 . 9 % ，质量分数）和{ M g } { - } 3 0 % { Y } （质量分数）中间合金作为原料。使用5 { k W } 电阻炉和石墨坩蜗在混合盐保护下制备YZ42( { M g } + 4 % { Y } + 2 % { Z n } ) ，YZ63 { \Delta M g + 6 . 2 % Y + 2 . 8 % } Z _ { { { n } } } )和 { Y Z 9 3 } ( { M g } + 9 % { Y } + 3 . 2 % { Z n } ) （质量分数）三种铸造镁合金，在空气中自然冷却。

从合金铸棒的中间部分切取样品，用于微观结构研究。通过X射线衍射（XRD，XPertPRO，D/MAX-2500)进行物相分析；通过光学显微镜（OM，ZEISS)和扫描电子显微镜(SEM，Hitachi，S-4800)观察样品的微观结构。将样品在SiC砂纸上研磨，随后用金刚石磨料抛光，粒度最小至 0 . 2 5 ~ \mu { m } 。然后，首先用 6 { \ g } 苦味酸 ( 9 8 % ) , 4 { m l } 乙酸， 9 { m l } 水和 5 0 ~ { m l } 乙醇的溶液蚀刻抛光表面 2 0 ~ { s } ，然后用 4 % 的硝酸酒精溶液冲洗1s { ~ } 2 ~ { s }

利用电化学工作站(CHI660a)研究室温下样品在质量百分数为 3 . 5 % 的 { { N a C l } } 水溶液中的电化学腐蚀行为。在水平电解池中建立三电极系统，其中1 \ {cm } ^ { 2 } { P t } 作为辅助电极，饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，样品作为工作电极。利用SEM观察腐蚀后样品的表面形貌及截面的腐蚀产物层。

2结果与讨论

2.1 微观结构

如图1所示，是三种铸态YZ42、YZ63和YZ93合金的XRD图谱。可以看到三种合金的组织中均含有 α { { - } } { M g } 相、 { \nabla x ( M g _ { 1 2 } Y Z n } 相以及 { M g } _ { 2 4 } { Y } 5 相，比较他们的衍射峰值可以看到，随着 { ~ Y , Z n } 元素的增加，同时LPSO相的衍射峰也有所增加，表明其含量随着Y和 Z _ { { { n } } } 元素含量的增加而增加。

图1 { M g - Y - Z n } 合金的XRD图谱

图2给出了三种铸态 { M g { - } Y { - } Z n } 合金的金相显微组织。可以看出，三种合金都是由 α { { - } } { M g } 基体和晶界上分布的第二相组成。合金中的沉淀相都以细小的层状特征分布于晶界位置。而且随着Y和 Z _ { { { n } } } 含量增大，层状相的体积分数也逐渐增加。另外，三种合金的晶粒尺寸随着Y和 Z _ { { { n } } } 的增加而细化。一方面可能是Y的原子半径要大于 \mathbf { M } \mathbf { g } 的原子半径。大的Y融入镁基体晶格内就会引起大的晶格畸变，引起晶体的内能升高，从而导致体系能量的升高。在满足能量最低原理的情况下，剩余的这部分稀土Y，只能沿着晶界处富集，阻碍晶粒长大，达到细化晶粒的目的。另一方面，在铸造凝固过程中，合金中的Y大量聚集在固溶界面前沿的液相之中，这种稀土溶质偏析的存在，增加了结晶形核数，一定程度上抑制晶粒长大，达到细化晶粒的目的。

图2铸态 { M g - Y - Z n } 合金的金相组织

图3显示了三种合金的SEM组织结构形貌。从图中可以更清楚地看出，晶界上层片状分布的白亮色的第二相。同时，随着Y和 Z _ { { { n } } } 元素含量的增加，亮白相的数量也增多。根据先前的研究和金相组织，发现高含量的Y并不能完全固溶到 { M g - Y - Z n } 基体，而是会在晶界附近与镁基体形成二元相，即亮白色的颗粒相 { M g } 2 4 { Y } 5 根据图3b）、3)d、3f)所示，随着 { ~ Y , Z n } 含量的增加，X相从不连续的层状转变为连续的网状结构。

图3 { M g - Y - Z n } 合金的SEM图像

2.2腐蚀行为

图4所示为铸态合金在 3 . 5 % { { N a C l } } 溶液中的动电位极化曲线和电化学阻抗谱。由图 { 4 a } )可见，在塔菲尔阴极曲线，可以发现三种合金的斜率非常接近，这表明阴极区域有相似的极化腐蚀行为。而塔菲尔阳极区域证实了镁合金在 3 . 5 % { N a C l } 溶液中的腐蚀过程受阳极反应所控制。YZ63样品阳极极化曲线上有明显拐点，表明极化过程伴随着钝化膜的破裂和点蚀的发生。相比之下，其他合金未发现存在钝化阶段。另外，随着Y和 Z _ { { { n } } } 含量的增多，合金的电位逐渐向正方向移动，从热力学角度说明合金的腐蚀趋势越来越弱。而模拟的电流密度发现，YZ63的电流密度最小，腐蚀动力学上表明YZ63合金的腐蚀速率最低。YZ93合金与YZ63合金相比含有更多的第二相，容易和基体形成更多的微电偶。因此，YZ63合金具有更好的耐腐蚀性。

图4 { M g - Y - Z n } 合金在 3 . 5 % { { N a C l } } 溶液中的极化曲线和奈奎斯特图

由图4b）可见，YZ42合金的Nyquist图呈现出两个回路的特征，分别是高频区域中的电容回路和低频区域中的电感回路。而YZ63合金和YZ93合金，除了这两个回路之外还包含低频电容回路。通常情况下，高频电容回路对应样品电化学降解反应过程中阻抗的弛豫过程。从图中可以看出，YZ63合金的半径值大于YZ42和YZ93合金的半径值，说明YZ63样品具有最佳的耐腐蚀性。除此之外，低频电容回路的存在与影响腐蚀过程的钝化膜的存在有关。低频区域的电感环路反应了腐蚀过程中的点腐蚀。结果表明耐腐蚀性从好到坏：\Upsilon Z 6 3 > \Upsilon Z 9 3 > \Upsilon Z 4 2 ，该结果与极化曲线的结果一致。

如图5所示，为三种合金在 3 . 5 % { N C l } 溶液中的浸泡析氢曲线。在 7 2 { { h } } 的浸泡期间，YZ42试样显示出最大的析氢量。随着Y和 Z _ { { { n } } } 含量增加，YZ63合金析出的氢气体积首先会急剧下降，而当Y含量增加到 9 % 时，YZ93合金的氢气体积又会有所上涨。说明 { ~ Y , Z n } 元素含量会影响合金耐腐蚀性能。因此

图5 { M g - Y - Z n } 合金在 3 . 5 % { { N a C l } } 溶液中的浸泡 7 2 { ~ h ~ } 的析氢曲线

YZ63合金在三种合金中表现出最低的腐蚀速率。
具体的腐蚀机理会在进一步的研究中做详细解释。

2.3腐蚀形貌

如图6所示，为三种合金表面腐蚀形貌及截面腐蚀产物层形貌。YZ42样品的整个表面受到严重腐蚀，局部存在较宽的腐蚀裂纹和均匀的腐蚀坑。YZ63合金表面裂缝与YZ42合金相比较窄，且只有少量的腐蚀坑。样品表面大部分区域被灰黑色的片状结构覆盖。与YZ63合金相比，样品YZ93合金表面出现的灰黑色相数量少，且裂缝宽度更细，说明该结构可以防止试样进一步遭受腐蚀。本文研究了在 3 . 5 % { N a C l } 溶液中浸泡 2 4 { ~ h ~ } 的三种合金腐蚀产物的厚度，YZ63合金的腐蚀产物层最薄，表明该合金的腐蚀最轻微，因此具有良好的耐腐蚀性。

LPSO相的体积分数和分布影响合金的耐腐蚀性[1。在YZ42合金中，沿晶界沉淀出一些不连续的层状LPSO相，该相不能作为阻挡层，在LPSO相和基体之间形成微电偶，腐蚀过程中加速局部腐蚀。随着Y和 Z _ { { { n } } } 含量增加，LPSO相从不连续的细片层状变为连续的厚层状。该变化一方面导致LPSO相增加，意味着合金阴/阳极的面积比发生改变。因此在YZ63合金中形成更多的微电偶，加速了腐蚀速率。另一方面，LPSO相和腐蚀产物在合金表面形成一层腐蚀屏障，阻碍了溶液和材料的反应，提高了YZ63合金的耐腐蚀性。然而，YZ93合金与YZ63合金相比，LPSO相从不连续的层状变为连续的网状（见图3)，增加了微电偶腐蚀位点，从而加速基体的溶解。当LPSO相与基体发生反应后，基体与LPSO相的结合力会下降，LPSO相将脱落， \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 基质将进一步与溶液反应。此外，Y和 Z _ { { { n } } } 的加入增加了{ M g } 2 4 { Y } 5 相的含量。 \mathtt { M g 2 4 Y 5 } 相会参与微电偶腐蚀的形成。因此，与YZ63样品相比，YZ93样品的耐腐蚀性更差。

图6三种合金在 3 . 5 % { { N a C l } } 溶液中浸泡24h后的腐蚀表面及截面形貌

除此之外，晶粒的细化有助于提高耐腐蚀性。这是由于晶界不仅可以为钝化膜提供成核位置，而且还可以作为物理腐蚀屏障。YZ63和YZ93的晶粒尺寸没有太大差异。因此，在复杂因素的影响下，YZ63合金具有更好的耐腐蚀性。

3结论

1）铸态 { M g { - } Y { - } Z n } 合金的显微组织由 α - { M g } { M g 1 2 Y Z n } 相和 { M g } 2 4 { Y } 5 相组成。合金中Y和 Z _ { { { n } } } 含量的增加使LPSO相从不连续层状转变为连续网状。同时，过量的Y可与 \mathbf { M } \mathbf { g } 结合形成 { M g } 2 4 { Y } 5 相。

2)随着Y和 Z _ { { { n } } } 含量的增加， { M g - Y - Z n } 合金的耐腐蚀性先提高后降低。提高是由于第二相的阻碍作用大于微电池作用。而降低是由于微电池效应占据了主导地位。

参考文献：

[1]Liu BS,WeiYH,HouLF.Formation Mechanism of Discol

·应用研究·

碳化硅在铸铁熔炼中的应用效果

房夺，姜爱龙，刘宇鹏，李娜娜（潍柴动力股份有限公司，山东潍坊 261061）

摘要：本论文对碳化硅在感应电炉化铁中的应用方法和效果进行了论述，通过碳化硅在灰铸铁和蠕墨铸铁熔炼的实验应用，证明碳化硅作为一种化学性能稳定的特殊炉料，应用于铸铁熔炼过程，不仅能够增碳增硅，还可以起到长效晶核改善铁水微观组织的作用。

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Application Effect of Silicon Carbide in Cast iron Melting

FANGDuo,JIANGAi-long,LIUYu-peng,LINa-na (WeichaiPowerCo.,Ltd.,WeifangShandong261o61,China)

Abstract:Inthispaper,theapplicationmethodandefectofsiliconcarbideininductionfurnaceironarediscussd.Throughthe experimentalapplicationofilconarbideinthemeltingofaycastronandvermicularcastironitisprovedthatilconcrbideas aspecial chargewithstablechemicalpropertiescannotonlyincreasecarburizationandsilconbutalsoplayalongtemrolein improving the microstructure of molten iron.

Key words:SiC,cast iron,lasting inoculating

碳化硅作为一种人工合成材料，其熔点高，在2 7 0 0 \ { ^ { \circ } C } 左右。根据纯度不同而呈现不同的外观颜色。碳化硅有着广泛的用途，其中高纯度的绿色碳化硅可以作为磨料使用；部分碳化硅作为耐火材料和耐腐蚀材料使用；冶金级黑色碳化硅越来越多的应用于各种铸铁的熔炼当中，能够作为促进异质形核的核心长时间存在，改善铸铁的可孕育性能。

1生产条件

笔者所在单位使用中频感应电炉熔化铁水，全功率熔化时长约为 0 . 9 { ~ h } { ~ } 1 . 3 { ~ h } ，炉料中以碳素废钢为主，约占总重量的 6 0 % ~ 7 0 % ，回炉料约占 3 0 % { ~ } 4 0 % ，使用高温石墨化增碳剂对铁水增碳，使用75硅铁和锰铁调整硅和锰的含量。

前期在灰铸铁熔炼中未使用碳化硅，随着认识的不断深入，逐渐意识到碳化硅作为一种能够调整铁水成分和活性的炉料所起的作用后，将碳化硅纳入到铸铁熔炼工艺流程当中，并制定了相应的企业标准。如果碳化硅粒度过小，会在加料过程中被炉子的热气吹走，且会被铁水表面的熔渣包裹而失效；但如果粒度过大，其起效时间过长。根据碳化硅的以上特点，制定了碳化硅的粒度和成分要求。表1所示为本文所使用碳化硅的相关参数要求，其中碳化硅的质量分数约为 9 0 % ，自由碳比例小于 3 %

碳化硅实物照片如图1所示，颜色为不透明的黑色，且带有金属光泽，存在少量粉末。

2使用方法

碳化硅加入方式与增碳剂类似，加入量为铁水重量的 0 . 5 % 到 1 . 5 % ，在铁料熔化完成 4 0 % ~ 8 0 % 后加入。对不同加入时间的碳化硅使用效果进行检测，发现加入时间过早容易使碳化硅失去预处理剂的作用，仅起到调节成分的作用；加入时间过晚，碳化硅难以完全熔融入铁水当中，形成异质夹杂物。

表2所示为碳化硅在电炉熔化过程中的加料情况汇总，前3炉一次将碳化硅全部加入，加入时间在铁水熔化完成的 6 0 % ~ 7 5 % ，后2炉分为两次加入，每次加入 5 0 % 的碳化硅。

图1碳化硅照片

3应用效果

3.1碳化硅在灰铸铁中的应用效果

以单铸试棒为研究对象，表3所示为碳化硅试验阶段，试棒的抗拉强度、硬度和金相组织。从抗拉强度和硬度两项来看，两者均能满足工艺要求。

图2和图3所示为铸件的石墨组织照片，可以看出，一次将碳化硅全部加入的石墨大小分布不均匀，局部位置石墨略有方向性。分批加入的碳化硅石墨大小均匀，石墨更加短粗，没有过长的石墨出现，并且分布更加无序。

3.2碳化硅在蠕墨铸铁中的应用效果

笔者所在单位生产蠕墨铸铁的缸体和缸盖，铸件蠕化率要求在 8 0 % ，本体强度一般要求在 4 0 0 { { M P a } } 以上。蠕铁缩松倾向比灰铸铁大，并且铸件结构复杂，为了保证铸件的致密性，要求将铸件铁水的液相线温度严格控制在 1 \ 1 3 8 \ { { ^ circ C } } { ~ } 1 \ 1 4 7 \ { { ^ \circ C } } 之间，即接

图2将碳化硅一次加入铸件石墨形态

图3碳化硅分两次加时铸件石墨形态

近共晶的亚共晶状态。

用感应电炉将铁水熔化好后，一般约1h才能将铁水用完，炉子中的铁水长时间处于高温保温状态，铁水中碳会因与氧气接触而烧损，造成液相线温度不断升高。

针对以上情况，结合碳化硅在灰铸铁生产中的应用经验，在蠕铁原铁水熔炼过程中加入了质量分数 0 . 8 % 左右的碳化硅，铁水的液相线温度比不使用碳化硅的铁水液相线温度稳定，前三到四包铁水液相线温度能够在不补加增碳剂的情况下保持稳定，仅当电炉中剩余炉底铁水时需要少量补充增碳剂。如表4所示为实际生产过程中的液相线温度记录，由此可见，蠕墨铸铁原铁水熔化应用碳化硅能够稳定铁水碳当量，提升铸件成分一致性，有利于铸件质量提升。

3.3经济效益分析

碳化硅在感应电炉中应用，除少部分粉末被炙热炉气冲走外，不存在其他的烧损。以质量分数9 0 % 的碳化硅为例，其中含碳约 2 7 % ，含硅约为6 3 % ，加入 1 0 0 {kg } 碳化硅可以代替 3 7 . 5 {kg } 7 5 硅铁和 7 0 {kg } 的增碳剂(增碳剂吸收率按 9 0 % 计算）。尽管以上三种材料价格根据市场供求关系有所波动，但每使用1t碳化硅代替硅铁和增碳剂平均可以节约700\~900元人民币。

4机理分析

碳化硅化学性能稳定，在铸铁熔炼温度下不能

·应用研究·

热处理工艺对高铬铸铁轧辊组织与性能的影响

郭健，杨丽娜，郝雷，黄明(唐山钢铁集团有限责任公司技术中心，河北唐山063016)

摘要：实验室利用热处理炉进行高铬铸铁轧辊热处理工艺模拟试验;利用金相显微镜、扫面电镜、洛氏硬度计测试分析了热处理过程中微观组织变化、碳化物溶解析出行为和硬度分布情况。结果表明：高铬铸铁在 9 0 0 { ‰} { ~ } 1 \ 0 5 0 \ { ‰ } ，随着淬火温度的升高，碳化物由板条状转变为块状，硬度呈现先上升后下降的趋势，在 1 0 0 0 \ { { ‰} } 淬火后硬度为 6 5 . 4 ~ { H R C } ；高铬铸铁在 1 0 0 0 ^ { \circ } { { ~ { C } ~ } } 淬火， 3 5 0 \ { { \sc ~ { C } } } { ~ } 5 5 0 \ { { \sc ~ C } } 回火，残余奥氏体逐渐转变为马氏体，随着回火温度的升高，马氏体中析出碳化物并聚集长大，硬度呈现先上升后下降的趋势，在 5 0 0 \ { { ^ q } C } 回火硬度为63.2HRC.

关键词：高铬铸铁；热处理；碳化物；硬度中图分类号：TG156 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020)06-0039-03

EffectofHeat TreatmentProcesson the Structure and Performance ofHigh Chromium CastIron Roll

GUO Jian,YANGLi-Na,HAOLei,HUANG Ming(Technology CenterofHBISGROUPTANGSTEEL COMPANY,TangshanHebei O63016,China）

Abstract:Thesimulation testofhighchromiumcastironrollheat treatmentprocesswascarriedoutinthelaboratoryusingheat treatmenturnace.Themicrostructurechanges,carbidedissolutionbehaviorandhardnessdistributionduringtheheattreatmentwere analyzedbymeansofmetallographicmicroscopeaningelectronmicroscopeandRockwellhardness tester.Thersultssowedthat the carbide changed from strip to block with the increase of quenching temperature at 9Oo℃\~1050 \mathbb { C } .The hardness first increased and then decreased,after quenching at 1 \ 0 0 0 \ { { ‰} } ,thehardness is 65.4HRC.After quenching at 1 ~ 0 0 0 ~ { { ^ C } } and tempering at 350℃\~550 { C } ,theresidualaustenitegaduallchangdintomartensite.Withtheincreaseoftemperigtemperaturecarbideswereprecipiatedin martensite and grew up,and the hardness first increased and then decreased.The hardness was 63.2HRC at 5 0 0 \ { { ^ \circ C } }

Keywords:highchromiumcastiron,heattreatment,carbide,hardness

离心复合高铬铸铁轧辊生产成本相对较低，加工性能好，耐磨性和热疲劳性能好，已广泛地应用于轧钢生产中，高铬铸铁因其在显微组织中含有高硬度的 \mathbf { M } _ { 7 } \mathbf { C } _ { 3 } 型碳化物 { \Omega . 1 3 0 0 H V ~ 1 8 0 0 H V } ⟩ 而具有极佳的耐磨性，故而是工业生产、采矿、磨坊、矿物业和机械生产等行业中生产轧辊的优良材料1]。通常的高铬铸铁轧辊为亚共晶铸铁，其含铬质量分数为 1 6 . 8 % ~ 1 7 . 0 % ，含碳质量分数为 2 . 6 % ~ 2 . 7 % ，含钼质量分数为 1 . 2 % ~ 1 . 3 % ，含钒质量分数为0 . 4 % ~ 0 . 5 % 铸态组织为一次碳化物、大量的奥氏体和一定量的珠光体，由于初生一次碳化物呈连续的网状、条状分布，破坏了基体连续性，同时基体中 { C r } 含量的不均匀分布提高了奥氏体的稳定性，降低了轧辊硬度，因此高铬铸铁很少在铸态时直接使用，通常要通过热处理改变高铬铸铁中碳化物的形态、分布和数量，改善其耐磨性能，同时通过热处理工艺的改变基体组织中残余奥氏体含量和回火马氏体形态来提高轧辊硬度，从而达到改善材料宏观力学性能的目的[2-4]。本文针对离心铸造高铬铸铁轧辊样，重点研究了不同淬火及回火温度对其组织及性能的影响，为获得性能优良，成本较低的离心铸造高铬铸铁轧辊提供参考。

1试验材料及方法

本试验的高铬铸铁轧辊的化学成分如表1所示。

轧辊采用离心铸造方法浇注成型，轧辊直径为0 . 6 3 { ~ m ~ } ，用金相切割机从轧辊工作层上切割规格为1 5 {mm } x 2 0 {mm } x 1 0 {mm } 的长方体试样。淬火温度依次为 9 0 0 \ { { C } } \ { { ~ } } { { , ~ } } 9 5 0 \ { { ~ % ~ } } 1 \ 0 0 0 \ { { ~ % ~ } } { { ~ } } , 1 \ 0 5 0 \ { { ~ % ~ } } ，保温 1 . 5 { h } 空冷。选取 1 0 0 0 { { ‰} } 淬火试样，再进行 3 5 0 { ~ C ~ } . 4 0 0 { ~ C ~ } 、

4 5 0 rm { ‰} 的回火处理，保温1h，空冷。试样磨制抛光后采用 4 % 的硝酸酒精进行腐蚀，使用光学显微镜观察铸态及热处理后的组织；利用扫描电镜进行微观组织分析；利用洛氏硬度计测试不同淬火及回火温度下试样的硬度。

2试验结果及分析

2.1高铬铸铁轧辊铸态显微组织

高铬铸铁轧辊室温铸态组织如图1所示，主要是残留奥氏体 ^ + 少量马氏体 ^ + 共晶碳化物和二次碳化物组成。如图2所示，由于铸态凝固的特点，基体中碳和合金的含量分布及不均匀，共晶碳化物粗大，呈鱼骨状、板条状及菊花状分布，铸态凝固过程中二次合金碳化物析出并依附在基体基体组织上。

如图3所示，在共晶碳化物和二次奥氏体附近C合金（ { ( c r ) } 含量较高，当凝固组织温度下降到共析点以下时，共晶碳化物旁边的奥氏体是不转变的，一直被保留到室温以下。如图4所示铸态凝固过程中会有部分奥氏体冷却过程中变成马氏体。铸态高铬轧辊中的残余奥氏体一方面使硬度下降，耐磨性差，另一方面大量残奥在轧制时可以转变成马氏体，体积膨胀生成裂纹而使轧辊早期失效。所以轧辊需要通过热处理改善其性能。

2.2高铬铸铁轧辊不同淬火温度后的组织与硬度

图5所示为 9 0 0 { ~ ‰ ~ } 淬火后共晶碳化物形貌变化，随淬火温度的升高，板条状碳化物熔断并向块状碳化物转化，沿晶界分布的板条状碳化物的板条形态慢慢弱化。板条尖端明显变得较为平滑。共晶碳化物形貌变化是通过碳和合金原子的扩散来实现的，相比铸态组织板条状共晶碳化物形态有很大改善。

图6所示为 9 0 0 \ { ^ c } ~ 1 \ 0 5 0 \ { ^ c } 淬火后基体组织中二次碳化物微观形貌变化，淬火后基体中有大量纳米尺度的颗粒状二次碳化物析出，淬火温度 9 0 0 { { ^ { \circ } C } ~ } 9 5 0 \ { { ^ { \circ } C } } 时，二次碳化物量少而且分布不均匀，淬火温度 1 0 0 0 { ^ { \circ } C } 时，二次碳化物弥散分布析出充分，淬火温度 1 0 5 0 \ { ^ q C } 时二次碳化物开始聚集长大。

图7所示为不同淬火温度高铬铸铁轧辊硬度变化，铸态硬度为 5 8 . 2 { H R C } , 9 0 0 ~ { ^ { \circ } C } ~ 1 ~ 0 0 0 ~ { ^ { \circ } C } 时，随淬火温度提高，硬度逐渐增加， 1 0 0 0 \ { { ^ { c } C } } 淬火时硬度为最高的65.4HRC，之后开始下降到61.3HRC.

图1高铬铸铁轧辊铸态组织形貌

图2基体中析出的二次碳化物

图3铸态组织中残余奥氏体

图4铸态组织中少量马氏体

图5 9 0 0 \ { { ‰} } 淬火后共晶碳化物形貌变化

铸态的碳化物析出主要是呈板条状或菊花状分布，热处理后由于加热温度较高，部分碳化物重新溶解，得到的碳化物尺寸比铸态碳化物尺寸小，淬火处理后硬度明显高于铸态。

9 0 0 \ { ‰ } 淬火时，碳和合金元素的扩散速度较慢，使奥氏体中的成分不均匀，导致基体中析出的二次碳化物量少而且分布不均匀，试样淬火后硬度低。 1 0 0 0 { ~ degree ~ } 淬火时，随淬火温度提高，基体中析出的二次碳化物量增多，奥氏体中碳和合金元素扩散能力增强，导致残余奥氏体中的 { C r } 和C含量下降，使Ms点升高，在冷却到室温过程中，残余奥氏体发生了马氏体相变，因而使其整体硬度升高。另外，弥散分布在基体中的合金碳化物对基体的弥散强化作用，也很好地提高了合金的硬度和耐磨性能。当淬火温度升高到 1 0 5 0 ~ { { ‰ } } 时，淬火后硬度反而降低，主要原因是高铬铸铁淬火过程实际上是一个合金碳化物的析出和溶解双向可逆过程，当提高到一定温度时，如 1 0 5 0 ~ { ^ q C } ，合金碳化物融入大于析出，基体中固溶的 { C r } 等合金元素含量进一步提高，降低了铸铁的马氏体转变温度，残留奥氏体含量较高，因此硬度反而低于 1 0 0 0 { { ‰} } 淬火时的硬度。

图 6 9 0 0 \ { { ‰} } 淬火后集体组织中二次碳化物形貌变化

图8 5 0 0 ~ { ‰ } 回火后基体组织形貌变化

图7不同淬火温度下轧辊洛氏硬度变化

图9不同回火温度下轧辊洛氏硬度变化

2.3高铬铸铁轧辊回火后组织与硬度

图8所示为 1 0 0 0 \ { ^ { c } C } 淬火， 3 5 0 { ~ ‰ ~ } 回火显微组织，回火显微组织与淬火组织相比，回火后减少了基体组织中的合金元素和碳元素含量，马氏体转变温度温度升高，残余奥氏体转变为马氏体，残留奥氏体量大大减少。

图9所示为 3 5 0 { ~ degree C } { ~ } 5 5 0 { ~ degree C } 回火硬度变化，随回火温度升高，硬度逐渐升高， 5 0 0 \ { ~ degree ~ } 时达到63.2HRC，随后高到 5 5 0 \ { { ^ \circ C } } 时，硬度出现明显降低，为 { H R C } 5 7 . 3 . 3 5 0 \ { ‰ } 回火时基体组织中还保留块状富含碳化物的马氏体基体与碳化物，马氏体碳化物析出不充分，硬度相对较低；随回火温度升高到，达到 5 0 0 ~ { { ^ { \circ } C } } 时，板条碳化物消失，过饱和马氏体中碳化物析出并与基体中其他碳化物融为一体，组织均匀，因此硬度达到最高，随后回火温度进一步提高，达到 5 5 0 \ { { ^ { \circ } C } } 时马氏体中析出的碳化物聚集长大粗化明显，导致硬度明显降低。

3结论

1)高铬铸铁在 9 0 0 \ { } ^ { \circ } { \bf C } ~ 1 \ 0 5 0 \ { } ^ { \circ } { \bf C } ，随着淬火温度

（下转第60页）

·应用研究·

阀体铸件水压试验装置与应用

张生存，陆小明，常永慧（共享铸钢有限公司，宁夏银川750021）

摘要：阀体铸件广泛应用于电厂发电设备，其密封性和耐压能力要求非常高，铸件在铸造完必须通过水压试验来检验这两项指标。本文详细描述了整套水压试验装置的组成及在现场试验过程中的操作方法。整套装置操作方便，安全可靠性高，对于打压用的液体也可以循环利用，为阀体铸件的高压水压试验提供了一种有效的解决办法。

关键字：阀体铸件；水压试验；密封性；耐压能力中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020）06-0042-03

Hydraulic Test Device and Application of Valve Body Casting ZHANG Sheng-cun,LU Xiao-ming，CHANGYong-hui

(KocelSteel Foundry Co.,Ltd.,Yinchuan Ningxia75oo21,China)

Abstract:Valvebodycastingsarewidelyused inpowerplantpowergenerationequipment，andtheirairtightnessandpressure resistancerequirementsareveryhigh.Afercasting，thesetwoindicatorsmustbetestedbyhydraulicpressuretest.Thisarticle describesthecompositionof theentirehydraulictestdeviceandthemethodofoperationduringthefieldtest.Thewholedeviceis easytooperate，highinsafetyandreliability，andcanberecyledfortheliquidusedforpresing，whichprovidesanffective solution for thehigh-pressure hydraulic test of thevalve body casting.

Keywords:valve body casting，hydrostatic test，airtightness，pressure resistance

随着装备制造技术的发展，对于大型阀体铸件的密封性和耐压能力要求也越来越高。通过现有的铸造和加工技术可以满足阀体铸件的耐压能力和密封性，但铸件铸造完毕都要通过水压试验的手段来实际检测这两项指标。其密封性要求阀体铸件装满水后要保持 3 0 { m i n } 以上不漏水，耐压能力要保持达到 4 0 \ { M P a } ~ 6 0 \ { M P a } 以上。现有的水压测试装置最大压力为 5 { M P a } ，无法满足试验压力要求，而且进排水系统不完善，操作不方便，系统安全可靠性低，试验过程中浪费水资源现象严重，现场环境恶劣。为满足试验要求，必须重新设计试验装置，在高压泵及附件的选择和液压回路的设计上，一方面要考虑高压设备的安全性，所选设备及附件耐压能力必须达到 6 0 { M P a } 以上，另一方面要考虑现场水压试验操作的便捷性，尽力提高设备自动化程度，减少人员在高压状态下的操作步骤。

为了解决这些困难，通过重新设计，改变原有低压水压试验装置的组成及操作方法。重新设计的高压水压试验装置包含打压装置和密封装置，操作方法包含水压试验装置的连接、启动，密封圈和堵板的放置等。系统已在现场使用10余次，系统操作简便，安全可靠性高，可以在行业内推广使用。

1铸件结构

电厂用阀体铸件的类型多为三面三通结构，图1为阀体铸件三维图，铸件重量 1 0 \ { t } { ~ } 2 0 \ { t } . 铸件在浇注完毕都需要经过抛丸、铲磨、焊接、检测、加工等工序，每道工序都合格后需要进行水压试验。根据铸件类型试验压力要求 1 5 \ { M P a } { ~ } 6 0 \ { M P a } 不等。

图1阀体铸件

2试验流程

水压试验时将铸件竖立放置，用支撑装置支撑，铸件的三个开口端面需要用堵板堵住，先安装下端面堵板，再安装侧端面堵板，最后安装上端面堵板。在上端面堵板上安装压力表和出气阀，下端面堵板上安装进水阀，侧端面用堵板封住。将高压泵与铸件连接后，从铸件下部注水打压。根据这个流程重新设计制作了水压试验装置，该水压试验装置包含两个功能：

1)可实现大型阀体铸件水压试验，压力达到6 0 \ { M P a } 保压时间达到 3 0 ~ { m i n } 以上，系统可实现半自动化操作，并且实时监测系统压力。

2)可对水压试验用的的液体进行回收、循环利用，保持水压试验现场环境干净整洁。

3打压装置

3.1系统组成

图2为打压系统示意图，该系统由高压泵、高压管、储水箱、压力表、两通阀、三通阀组成，主要对铸件进行注水、加压、泄压、放水。

打压系统中阀体铸件三个端面分别使用密封装置进行密封，铸件的上、下端面分别安装两通阀，两个两通阀分别与高压泵及储水箱连接。高压泵的进水和回水分别与储水箱连接。

图2打压系统

1-铸件；2-上堵板支撑；3、13-两通阀;4、18-压力表；5-上堵板；6-侧堵板；7-侧堵板支撑；8、15、19-高压管；9-储水箱；10、14-铸件支撑；11-下堵板;12-下堵板支撑；16-高压泵；17-三通阀；20-进水管

3.2设备选型

3.2.1高压泵

高压泵的额定压力应为铸件耐压值的1.2倍以上，例如本次铸件的测试压力要求为 6 0 \ { M P a } ，最终选择额定压力为 8 0 { M P a } 的高压泵，高压泵的流量

为 2 . 0 4 { m } ^ { 3 } / { h }

高压泵上安装超压溢流阀和调压阀，以保证在铸件打压后达到稳压状态。泵体上安装压力表，方便观察系统压力。控制柜上配置启动、停止、急停等开关。

3.2.2压力表

压力表应选择耐震型，额定压力为铸件耐压值的1.2\~2.0倍。压力表配置三块，其中一块备用。铸件上端面安装一块压力表，用于检测铸件内压力。泵体上安装一块压力表，用于检测泵体压力。铸件稳压时要观察这两块压力表数值，两个数值需保持一致。

3.2.3高压管

高压管额定压力应与压力表保持一致，高压管两端具有密封作用，防止泄露。高压管的数量及长度可根据铸件类型选择，例如本次铸件对于高压管的选择如图2,总计三根高压管，两根长度 4 { m } ，一根长度 2 { m }

3.2.4阀门

阀门选择两个两通阀、一个三通阀，都为手动阀，额定压力应与压力表保持一致。两个两通阀分别装于铸件上，一个三通阀装于高压泵上。

3.3注意事项

1)所有高压泵、压力表、高压管之间无法直接连接时，要设计加工转换接头，接头材质要符合耐压能力；

2）压力表在现场使用前先进行安全校验。

4密封装置

4.1系统组成

密封装置对于铸件能否成功打压起着决定性作用，共有上端面、下端面、侧端面三套。每套都由堵板、密封圈、堵板支撑组成，主要对铸件端面进行密封。

以上端面为例，图3为上端面密封装置，出水□与铸件上端面两通阀相连，压力表安装在铸件压力检测口。上堵板通过角铁和螺栓连接紧固。

1)堵板

堵板如图4所示，采用整块钢板加工而成，用于安装压力表和两通阀。堵板上要加工英制螺纹孔，上表面加工出密封槽，上面和侧面留吊装孔。

2)密封圈

密封圈选用0型密封条制成，如图5密封圈所示，将密封圈放置于密封槽中。

图3上端面密封装置

图4堵板

图5密封圈

3)堵板固定装置

堵板用四套螺栓和角铁固定，如图6堵板固定装置所示，紧固后保证堵板与铸件贴合不漏水。

4.2注意事项

1)堵板固定装置要根据铸件尺寸进行设计；

2）所有螺栓/螺杆拧紧深度要大于螺纹深度8 0 % ：

5操作方法

1)将铸件放在固定支撑上，保证铸件稳固；

2)打压用水添加防锈剂，内部无杂质；

3)制作密封圈，密封圈直径与密封槽尺寸适应，留有一定间隙，密封槽要保证干净平整，密封圈长度要符合密封槽长度，松紧适中，首尾用胶水粘结，用砂纸打磨平整；

4)密封装置的密封槽内涂抹黏性油脂。油脂黏度适中，使密封圈在密封槽内既能固定，又可以在水的压力下发生相对移动，达到密封效果；

图6堵板固定装置

5)依次安装下堵板、侧堵板、上堵板，所有堵板都是使用吊耳通过侧门螺纹孔吊装，下堵板和上堵板安装时比较容易，侧堵板安装时要使用长杆和堵板上表面的螺纹孔，缓慢将侧堵板移动至铸件侧端面处，保持堵板处于铸件端面中心位置，使用堵板应放在铸件通口的中心位置，保证堵板各边缘余量相对于铸件均匀一致；

6)上下堵板上的进水口、出水口、压力检测口安装对应阀门和压力表；

7)连接高压泵与铸件，将高压管道与铸件、储水箱、高压泵连接起来；

8)接通高压泵的电源。打开铸件上下两个两通阀，将三通阀扳至打水位置，开启高压泵，开始往铸件中打水，待铸件上部高压管有水流出时，表明水已灌满铸件内部，先关闭铸件上部两通阀，再关闭高压泵；

9)检查铸件的三个密封装置，确保不漏水后，开启高压泵，此时水压缓慢上升，待压力值达到规定值之后，关闭两通阀，进行保压；

10)保压时间满足规定的时间后，将三通阀扳至放水位置，打开两通阀，进行放水；

11)待铸件内打压用水放完后，将本系统拆解，试验完成。

6注意事项

1)储水箱底部高度应高于高压泵进水口，保证高压泵进水流畅；

2)试验过程中保持铸件周围无闲散人员，对于操作人员在升压及保压过程中应设置安全防护装置；

3)铸件内部拐角部位应粘贴气管，气管连接至出水口，保证铸件内空气全部排出去；

4)铸件的三个端面需要先进行加工处理，保证密封端面的加工精度和干净整洁；

（下转第64页）

·应用研究·

采煤斗齿冲击值低原因检测分析

成易

（贵州省机电研究设计院，贵州贵阳550002）

摘要：对采煤斗齿的冲击值低查找原因。通过对斗齿化学成分分析、力学冲击、硬度试验分析、金相组织及冲击断口微观试验分析，发现采煤斗齿硬度值偏高直接影响冲击韧性值偏低;同时原材料中的夹杂物、疏松孔洞缺陷是造成冲击值低的又一因素。

关键词：斗齿；冲击值；硬度；疏松孔洞

中图分类号：TG161 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020）06-0045-04

AnalysisofLowImpactValueofCoalScuttle Teeth CHENGYi

(Mechanicaland Electrical Research and DesignInstitute,GuiyangGuizhou 55ooo2,China)

Abstract:Acompanymanufacturingcoalscutleimpactvalueislowoneoftheinspectionsenttoanalyzethereason.Through theanalysisofmicalompositinofuckettethechanicalimpactardnesstest,etalogaphicsucurendimpactfracture microtest,itisfoundthattheighrhardnessofcoalsutlesteethdirectlyaectshelowerimpacttoughnessvaluetoe inclusions and loose holes in raw materials,which is another factor causing the lower impact value.

Keywords:bucket teeth,impact value,hardness,loose hole

斗齿是采煤机上的重要部件，是由齿座和齿尖组成的组合斗齿，二者靠销轴连接。斗齿一般装在采煤机挖斗的前端，在工作时直接与岩石、矿石等物料接触。当斗齿切割物料时，斗齿与物料发生相对运动，在表面产生很大的正挤压力，从而在斗齿工作面和物料之间产生较大的摩擦力，斗齿要承受冲击作用。在采煤时，由于长时间承受较大的冲击，斗齿表面产生不同程度的磨损。斗齿冲击值低时，在工作中容易出现断齿，造成产品早期失效。某公司采煤斗齿产品冲击值低，为了查找其原因抽取其中一件进行检测分析。

1试验与分析

对冲击值偏低的斗齿进行解剖，进行化学成分分析、力学性能检测及金相试验，根据测试结果对产品质量进行评价。

1.1解剖方案

采煤斗齿尖端来样时已经被切割掉且断面发蓝，如图1所示，去掉烧伤区域后在剩余部位取样，如图1b)所示，在紧靠齿尖处中间十字体部分并排取力学冲击试样3根，依次命名为1号（一侧）2号（中间）3号(另一侧)。另取横截面试样两块，做金相及化学成分检测。

图1斗齿形貌

1.2化学成分

委托方未明确材质，按盲样测试化学成分，结果见表1.

试验结果表明，材质匹配 { Z W C { - } Z G 3 0 C r M n S i } Mo，ZWC-ZG30CrMnSiMo化学成份范围要求： \omega ( { C } ) 0 . 2 5 % ~ 0 . 3 5 % . \omega \left( { M n } \right) 0 . 6 % ~ 1 . 6 % \omega ( { S i } ) 0 . 5 % \~

1 . 8 % ? \omega (Cr)0.5% \~1.8%， \omega (Mo)0.2% \~0.8%

1.3力学性能

1.3.1 硬度

采煤斗齿横截面HRC硬度测试结果及位置如图2所示。

试验结果表明，大部分位置硬度值位于（49.1\~52.1)HRC之间。依据挖掘机铸造斗齿产品技术条件T/CFA02010204.7-2018，要求齿尖硬度 >=slant 46HRC，本斗齿符合采煤斗齿对硬度的要求，但中心硬度反常偏高，为58.3HRC.

图2斗齿横截面HRC硬度检测值

1.3.2冲击试验

在常温 2 0 \ { { ^ circ C } } 下对试样进行 K V _ { 2 } 冲击试验，1号、2号、3号试验结果分别为15.8J、17.3J、14.8J.

冲击值最低的位置在斗齿齿尖十字体一侧边位置。依据挖掘机铸造斗齿产品技术条件T/CFA02010204.7-2018，要求冲击值 >=slant 1 2 { ~ J ~ } 属合格。但是，客户指定要求冲击值 >=slant 1 8 { ~ J ~ } ，则属不合格。

1.4金相分析

1.4.1试样酸浸后形态

试样酸浸后形态如图3所示，试样表面呈现粗大的铸态晶花纹，其上有较多的细小疏松孔洞。中心呈现偏析，尤其是硬度试片检验面，偏析斑点区域尺寸达 4 {mm }

1.4.2 微观组织分析

选取3号冲击试样，进行微观组织检验，微观形貌如图4所示。抛光状态下，可观察到大颗粒的外来夹渣及孔洞，见图4a）；有碎点状硫化物、氧化物夹杂，未发现大量聚集及大尺寸的内生夹杂，见图 ^ { 4 { b } } ）

经 4 % 硝酸酒精溶液浸蚀后，晶粒度7.0级，组织分布不均匀，呈沿晶网状及条带状偏析，见图4c);组织为回火马氏体，马氏体呈针状和板条状混合，属典型中碳马氏体特征，见图4d).

图3低倍下试样酸浸后形态

图43号试样显微组织

1.4.3 微观断口试验

选取冲击值最低的3号试样进行微观断口分析。

微观断口形态及能谱如图5所示，可以看出冲击断口在较低倍数下即可观察到，微观断口形貌为韧窝，如图5a）5b)；其上密集分布有大量疏松、气孔、夹杂物，如图5c）、5d）、5f) \phantom { + } . 5 { g } ).韧窝分区特征明显，局部区域呈浅韧窝状，局部区域呈深韧窝状；疏松、气孔区域能谱检测到含N元素，如图5e)；夹杂物能谱分析主要为氧化铝和硫化锰类，如图5h)与图 5 { k } ).

2.冲击值偏低原因讨论

2.1材质方面

材质化学成分符合ZWC-ZG30CrMnSiMo，为低合金耐磨钢，用于斗齿是比较合适的。

图53号试样微观断口形貌及能谱图

试块中心位置硬度异常偏高，达58HRC以上，酸浸试片显示其为中心偏析缺陷。形成原因系钢液在凝固过程中，中心部位冷却较慢而造成的成分偏析。如果冲击试样恰好选自中心偏析区域，将出现冲击值异常现象。

在夹杂物常规检验中，并未发现有聚集的、大量超尺寸的内生夹杂物存在，仅发现碎小的夹杂物，说明材料纯净度较为良好。但是，在冲击断口上，微观检验发现密集分布的氧化铝及硫化锰类夹杂。冲击断口上韧窝底部可以暴露出断面附近更多的夹杂，说明材料纯净度较差。少量的小颗粒夹杂对冲击性能影响通常不大，但是当数量较多时将显著降低冲击韧性，直接导致冲击值偏低。

较大的疏松孔洞同样破坏基体连续性，在孔洞边缘能谱显示含氮元素。氮含量高的钢长时间放置后，由于氮化物析出会引起金属晶格扭曲而产生很大的内应力，从而恶化了钢的塑性和冲击韧性，使钢变脆。钢中氮的来源主要来自铁水、炉膛的炉气和与钢水接触的空气。一般情况下，应降低钢中氮含量。

2.2热处理方面

材料微观组织为回火马氏体，属淬火 ^ + 低温回火组织，晶粒度合格。微观组织分布不均匀，呈沿晶界网状及条带状偏析，其原因可能由马氏体回火不充分引起，也不排除成分方面存在偏析，需要均匀化处理。

硬度检验，技术条件要求硬度 >= 4 6 { H R C } 即可，实际检验硬度主要分布在49HRC～52HRC.一般来说，硬度越高，耐磨性越好的材料，其冲击韧性越差。适当降低硬度，在50HRC以下，可以提高冲击韧性。

3结论

采煤斗齿硬度值偏高是引起冲击韧性值偏低的主要原因；原材料方面夹杂物、疏松孔洞偏多，是造成冲击值低的又一因素。实际生产过程建议：

1)提高采煤斗齿回火温度，适当降低硬度；

2)优化冶炼工艺，尽量减少铸件夹杂、疏松孔 洞缺陷;

3)对采煤斗齿做氧、氮、氢气体含量检测。材料可能存在氮含量偏高现象，建议在熔炼过程中控制氮含量。

参考文献：

[1］姜锡山，赵晗.钢铁显微断口速查手册[M].北京：机械工业出版社.
[2]李文成.机械装备失效分析[M].北京：冶金工业出版社.
[3]李炯辉，林德成.金属材料金相图谱[M].北京：机械工业出版社
[4]杨川，高国庆，崔国林，吴大兴.金属材料零部件失效分析案例[M].北京：国防工业出版社.
[5]陈国桢，肖柯则，姜不居.铸件缺陷和对策手册[M].北京：机械工业出版社.
[6]孙智，江利，应鹏展.失效分析——基础与应用[M].北京：机械工业出版社.
[7]张晓丽，徐素峰，董必义.宝珠砂在高锰钢铸件上的使用[J].铸造设备与工艺，2012(1):34-36.
[8]王春乐.斗轮挖掘机斗齿的研制[J].铸造设备研究，2003(2)：31-33.

（上接第38页）

被熔化，在铁液中只能慢慢固溶，分解为碳和硅，因这一特性，碳化硅起作用的时间较硅铁、硅钡等炉前孕育剂慢，但持续时间长。针对碳化硅的这个特点，需要根据碳化硅的粒度具体确定在感应电炉中的加入时间，如果所选用的碳化硅粒度偏小，加入时间可以适当退后；碳化硅粒度大，则可以适当提前碳化硅的加入时间。其目的是保证在铁水出铁浇注阶段，碳化硅达到最佳孕育效果。

5结论

1）碳化硅应用于灰铸铁当中能够调节铁水成分，并且可以改善铸件微观组织形态。碳化硅在蠕铁中应用还能够稳定蠕铁原铁水的碳当量，避免铁水当中的碳烧损过快。

2）碳化硅在铁水熔化的不同时间段分批次加入有利于碳化硅的吸收，并且可以延长碳化硅的有效孕育时间。

3）铸铁熔炼过程使用碳化硅代替部分硅铁和增碳剂，可以有效降低制造成本。

参考文献：

[1]周继扬.再论碳化硅在铸造领域中的应用[C]//中国机械工程学会铸造分会.2015中国铸造活动周论文集.2015：330.
[2]吴荷生，吴玉彬，巫瑞智.碳化硅在当今铸造厂的应用[EB/OL].[2020-08-18].http://www.doc88/P-276189211286.html.

·应用研究·

doi:10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2020.06.014

岩石斗齿质量分析

李晋刚

（山西漳泽电力股份有限公司 河津发电分公司，山西 河津043300）

摘要：岩石斗齿产品使用时容易断齿。通过宏观检查、基体材料化学成分分析、断口微观分析、能谱分析、硬度测试和金相检验等方法对斗齿进行了分析。结果表明，岩石斗齿存在轻微过热过烧现象，降低了材料韧性。此种缺陷形成原因有淬火温度偏高、保温时间偏长，或反复淬火。

关键词：斗齿；显微组织；热处理；过热

中图分类号：TG161 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020）06-0049-03

QualityAnalysisofRockBucketTeeth LI Jin-gang

(HejinPower Generation Branch Company,Shanxi Zhangze Electricpower Co.,Ltd.,Hejin Shanxi O433oo,China）

Abstract:Rock buckettethareeasytobebrokenwhenused.Thefailure modeandcauseofthebucketteth wereanalyzed by macroandmicroobservation,chemicalcompositionanalysis,nergyspectrumanalysis.hardnesstestingandmetalographic examination.Theresultsshowedthattherockbucketteethwereslightlyoverheatedandoverburned,whichreduceddthematerial toughness.Thedefect is due to high quenching temperature,long holding time or repeated quenching.

Keywords:bucketteeth，microstructure，heat treatment，overheated

某公司岩石斗齿产品如图1所示，客户反映使用时容易断齿，受委托对其进行质量分析。

1试验分析

1.1解剖方案

岩石斗齿未使用过，表面黄色油漆完整。对岩石斗齿解剖，沿齿尖纵向劈开取样，中间取金相试样、化学试样，两侧取力学冲击试样3根，取样方式如图2所示。

图1来样形貌

图2取样方式

1.2化学成份

委托方未明确材质，按盲样测试化学成份，结果见表1.

1.3力学性能

1.3.1 硬度

岩石斗齿纵向截面HRC硬度试验结果及位置如图2所示。

试验结果表明，大部分硬度值位于(48.6\~50.6)HRC之间。

图2硬度检测结果

1.3.2冲击试验

进行常温 2 0 \ { { ^ circ C } } 冲击实验 ( K V _ { 2 } ) ，三根试样结果分别为 18.5 J、17.0J、14.9J,T/CFA 02010204.7-2018技术条件要求冲击值 >=slant 1 2 { ~ J ~ } 属合格。

冲击试验断口，呈典型石状断口，属过热过烧引起的缺陷断口，宏观形貌见图3所示。

图3冲击断□

1.4金相试验

1.4.1酸浸

试样酸浸后，试样表面呈现粗大的枝晶状偏析，其上有较多的细小疏松孔洞，如图4所示。

图4试样表面形貌

1.4.2微观组织

试样微观组织见图5，抛光状态下，可观察到大颗粒的外来夹渣，个别区域出现夹杂与孔洞混合伴生形态。有较多量的铸态疏松及孔洞缺陷，严重区域已聚集成片。经 4 % 硝酸酒精溶液浸蚀后，组织呈沿晶网状及条带状偏析，组织为回火马氏体 ^ + 极少量下贝氏体。马氏体呈针状和板条状混合，属典型中碳马氏体特征。晶粒度7.0\~5.5级(7.0级 8 5 % ,5.5级 1 5 % ,表面脱碳层深约 0 . 7 {mm }

1.4.3微观断口分析

选取石状断口典型试样，进行微观断口分析，微观断口形态及能谱图如图6所示。微观断口形貌为韧窝，其上密集分布有大量疏松孔洞，如图6中a)、b) * ^ { { e } } )f)所示。石状断口区域平面特别平整，其上密集分布小的疏松孔洞，放大倍数观察，微观形态为浅韧窝。正常断口区域则为深韧窝区。两区域分界线明显，有二次裂纹沿分界线分布见图6d).韧窝区能谱分析主要为基体金属元素 { S i , C r , M n } 等，如图 6 { g } )、h)，在韧窝区还可以观察到颗粒状夹杂物，见图6j)，能谱分析主要为S、K、Ca等元素见图6k).

2讨论

2.1材质方面

图5显微组织

材质为低合金耐磨钢，用于斗齿是比较合适的。有大颗粒外来夹渣，内生夹杂比较细小，成份主要为S、K、Ca等元素。少量的小颗粒夹杂对冲击性能影响通常不大。有较大、数量较多的疏松孔洞，同样破坏基体连续性，对冲击性能有一定影响。

2.2热处理方面

材料存在轻微过热过烧。冲击断口呈石状，系过热或过烧造成，将使钢的塑韧性降低，特别是韧性。石状断口微观形态通常呈脆性沿晶断，但本次检测微观断口形貌呈浅韧窝状，沿分界线有二次裂纹分布。说明材料尚有一定韧性，过热程度尚不严重。造成材料过热的工艺因素有淬火加热温度偏高，保温时间偏长，或反复淬火加热。

图6冲击断口分析

晶粒度7.0\~5.5级，晶粒度方面通常应达到6.0级，略有偏低。组织为回火马氏体 ^ + 极少量下贝氏体，属淬火 ^ + 低温回火组织；极少量下贝氏体组织也属正常组织，系淬火冷却速度偏慢所致。

硬度检验，技术条件要求硬度 \scriptstyle >=slant 4 6 { H R C } 即可，实际检验硬度主要分布在(48\~50)HRC，说明回火温度较为合理。

3结论

岩石斗齿存在轻微过热、过烧现象，降低了材（下转第70页）

·应用研究·

碳化钨复合轧辊在螺纹钢棒材生产中的应用

马志军（江苏永钢集团有限公司，江苏张家港215628）

摘要：轧钢厂主要使用球墨铸铁轧辊生产螺纹钢棒材，轧槽过钢量一般为每槽 2 0 0 \ { { t } } { { - } } 3 0 0 \ { { t } } . 优化轧辊材质，增加单槽过钢量是提高生产效率的主要途径。通过技术改造，将碳化钨辊环装配到球墨铸铁轧辊上，组装成复合轧辊生产螺纹钢棒材，可以成倍提高单槽的过钢量，单槽过钢量可达 8 0 0 \ { t } { ~ } 1 \ 0 0 0 \ { t } ，为企业创造较高的经济效益。

关键词：碳化钨；复合轧辊；螺纹钢；结构优化

中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020)06-0052-03

Application ofWCCompositeRoll in the ProductionofDeformed?Steel?Bar Ma Zhi-jun

(Jiangsu YonggangGroup Co.，Ltd.,ZhangjiagangJiangsu 215628，China)

Abstract:Therollngmillmainlyusestheductilecastironrollertoproducethedeformedsteebar，andtherolledsteelweight passing through arolling groove is generally 2 0 0 \ { { t } } { ~ } 3 0 0 \ { { t } } . Optimizing the roll material and increasing the steel weight passing through thesinglegrovearethemainwaystoimprovetheproductionfciency.Throughthetechnicalransformation，thetungstencarbide rollringisassbledonuctilastionollandassembleditoompositeolltoproducetfoedsteahichcan increasethesteelpassingquantityofasinglegroovebyseveraltimes，andthesteelpassingquantityofasinglegrooecanreach8 \scriptstyle { t } ~ 1 \ 0 0 0 { ~ t ~ } ，thuscreatinghigher economic benefits forthe enterprise.

Keywords:tungsten carbide，composite roll，screw-thread steel，structure optimization

轧辊是轧钢生产中使用的主要工装消耗件之一，通常轧辊消耗费用约占轧钢厂生产成本的 5 % 1 1 5 % 左右。轧辊质量不仅关系到本单位的生产成本和轧机生产作业率，很大程度上也影响轧材表面质量。轧钢厂现阶段逐步使用含有大量合金成分的高速钢合金轧辊，主要是应用到中厚钢板生产线。由于过钢量提高不明显、采购价格高、使用寿命短、综合性价比低，高速钢合金轧辊在螺纹钢、角、槽钢等型棒材轧制生产线很少应用，在国内的螺纹钢生产线推广和普及应用十分困难2。研究新材质和改进制造方法是提高轧辊性能的主要途径[3]。因此国内某钢厂成立了课题组，组织工艺、设备技术人员研究和发明提高轧槽过钢量的新型轧辊。

1问题的提出

国内某钢厂建有两条平立交替的螺纹钢生产线，主要生产 \phi 1 0 . 0 \ {mm } ~ \phi 1 6 . 0 \ {mm } 的不同强度、不同外形尺寸的螺纹钢棒材，大部分螺纹钢材远销东南亚、欧洲、非洲等地，生产线具有成品速度高、切分线数多、钢材执行标准杂等特点，难以组织以万吨为单位的大批量生产。该生产线使用的平－立交替轧机全部使用球墨铸铁轧辊，其成品轧槽的磨损量很大，需要频繁更换轧槽或者轧机；按照一个生产班8小时计算，平均每班次需要停机更换成品轧槽3\~4次，每次更换需要 3 0 { m i n } { ~ } 4 0 { m i n } ，严重影响了本产线的生产效率。如果能研发一种高耐磨性轧辊，提高成品螺纹钢轧槽的过钢量，减少停机时间，可有效提高生产线螺纹钢棒的产量，增加公司的经济效益。为此迫切需要技术和设备研发人员研发出一种能明显提高轧槽使用寿命的轧辊，改善生产现状。

该生产线工艺流程为：使用 1 6 0 ~ {mm } 和 1 6 5 ~ {mm } 两种方坏，经步进式加热炉加热一 \phi 6 1 0 x 6 粗轧机组 1 \# 曲臂剪切头、切尾(含碎断） ) \longrightarrow \phi 4 7 0 x 4 中轧机组 $$ 预穿水实现控制轧制 $\longrightarrow \phi 4 7 0 x 2$ 精轧机组 ${ } 2 \#$ 飞剪切头、切尾(含碎断） $ \phi 3 7 0 x 6$ 精轧机组 $$ 轧后穿水控制冷却 $$ 冷床自然冷却 $$ 冷剪定尺剪切 $$ 短尺剔除、计数、精整 $$ 打捆、称重、吊运、人库。

2成品轧辊试验方案

轧钢生产线使用球墨铸铁轧辊时，成品轧机轧槽一般使用吨位为每槽 2 0 0 { t } { ~ } 3 0 0 { t } ，需要频繁更换。为减少成品轧槽的更换次数，降低调试品吨位以及因轧槽脱落产生的不合格品数量，提高机组的螺纹钢生产量，研发人员在该生产线进行了不同新材质的成品轧辊试验，先后试用了铸钢轧辊、高速钢轧辊、锻钢轧辊、合金轧辊，但成品轧槽的过钢量增幅不明显，综合性价比没有优势。碳化钨辊环技术大量普及高线生产后，经技术人员与这些厂家多次协商，由辊环厂家优化模具和热处理工艺，开发出超大直径的 \phi 3 7 0 ~ {mm } / \phi 2 6 0 ~ {mm } x 9 0 ~ {mm } （外径/内径 x 厚度）碳化钨辊环，并通过筛选YGR20-45的不同牌号、不同硬度的辊环，最终采用YGR20牌号的 \phi 3 7 0 {mm } 碳化钨，与球墨铸铁成功复合，制作出合金与铸铁的复合轧辊，数倍提高了成品轧槽的过钢量。采用对碳化钨辊环的再回收技术，有效降低了采购成本，为碳化钨复合轧辊的大批量应用到生产中创造了条件。

3自制复合轧辊的制成

碳化钨是利用粉末冶金技术，将碳化钨与部分铁、镍、钴等合金混合，压制成型并在高于 1 3 0 0 { ~ ‰ ~ } 的温度下，利用石墨电阻炉或者在感应电炉中燃烧氢气烧结形成硬质合金，并多次经过特殊热处理工艺稳定其内部组织、释放铸造内应力。因加工难度大、材质硬度高、合金成本高、技术控制难度大等特点，通常以环状交货，俗称碳化钨辊环，如图1所示。

供应商初始提供的碳化钨材质辊环，主要适合用于高线生产线的高速区轧机[4]，可显著提高轧槽过钢量和表面质量，但能够提供辊环最大规格为\phi 2 8 5 \ {mm } 对于棒材厂，因轧机外形、尺寸等特征，无法作为轧辊使用。而碳化钨材质铸造设备、热处理设备以及成本限制，很难制作成棒材厂使用的普通形状的轧辊。一支普通的球墨铸铁轧辊单价一般在8000元左右，而一支外形尺寸与普通轧辊完全相同的碳化钨材质轧辊，按照碳化钨的售价（约320元 / \mathbf { k } \mathbf { g } ，每个轧辊质量在 9 0 0 {kg } { ~ } 1 0 0 0 {kg } , 估算，售价为26.0万元以上，且辊环制造厂家也没有这种规格的铸造模具和热处理炉，因此使用全材质的碳化钨轧辊是不现实的。为此课题组研发人员认定采用碳化钨加球墨铸铁的组合轧辊。

图1提供棒材使用的WC材质辊环

将两种不同尺寸、不同材质、不同硬度的多个部件如何组装并保证各其功能正常使用，是制作复合轧辊的关键点，通过实验，研发人员主要解决了如下难题：

1)成品轧辊（ \phi 3 7 0 {mm } )及其切分导卫、相关部件的尺寸精心测绘，找到轧辊中心线、各个碳化钨辊环和铸铁环宽度、厚度中心线并精准定位，保证组装后的轧辊能够与轧制线、导卫中心线重合；

2）克服了球墨铸铁辊外径加工精度与碳化钨辊环内径尺寸的配合精度，保证碳化钨环在轧制力和轧辊旋转的前提下，发挥正常功能及精度。

3)研究碳化钨辊环无横裂工艺。要考虑辊环的安装工艺，辊环与轧辊轴的配合间隙，使得复合轧辊具备大批量生产能力。

4)辊环材质选型试验。不同生产线不同控轧工艺，不同材质的过钢量有一定差异，分别对YGR20-45、YGH20-40两种材质不同牌号的碳化钨辊环进行试验，选定YGR20牌号的辊环能具有较佳过钢量。

5)采用低温冷冻技术。通过低温冷冻技术，将车削好的外径为 \phi 2 6 0 {mm } 的球墨铸铁轧辊与碳化钨辊环精确安装，形成过盈配合，有效避免辊环与轧辊配合间隙大、轧制中辊环打滑、无法正常生产的缺点。

6)采用铸铁环夹持碳化钨辊环技术。碳化钨辊环与球墨铸铁轧辊安装完成后，在碳化钨外侧，依次放置一个规格、型号与碳化钨辊环完全相同的铸铁环，利用铸铁环夹持碳化钨辊环，防止辊环打滑。

7）克服了不同组织的球墨铸铁轧辊和碳化钨的焊接性能差异，采用特殊焊接技术，保证焊接部位与轧辊本体焊接牢固，且不出现裂纹、打滑等异常问题。

8)优化辊环结构。在复合轧辊满足生产后，研究优化辊环结构，减小厂家提供的辊环壁厚，增加作为受力本体的球墨铸铁轧辊直径，降低复合轧辊的断辊次数，同时也降低了公司采购碳化钨辊环成本。

经过技术人员的多次试验，有效解决了辊环打滑、环裂、轴向间隙的配合等问题，将每支轧辊上各装配4支碳化钨辊环，最终成功制作出满足生产要求的三切分碳化钨与球墨铸铁的复合轧辊（见图2)，达到预期目的。

图2自制碳化钨与球墨铸铁复合轧辊

4新型复合轧辊应用的改进效果

使用复合轧辊后，技经指标得到很大改善，主要表现如下：

1)铁型稳定、轧槽磨损小、成品精度提高，螺纹钢表面光洁度好；

2)成品负偏差容易控制。由于减少更换轧槽和生产长期处于稳定状态，螺纹钢负偏差控制的波动范围小；

3)节省了大量换辊换槽时间、有效提高生产作业效率，平均班次生产吨位明显提高；

4)碳化钨材质的K1轧槽过钢量是原来使用贝氏体型球墨铸铁轧辊、针状铁素体型球墨铸铁轧辊的3\~5倍。

5)有效减少因更换轧槽带来的调试品量，堆钢 次数明显减少，技经指标明显改善。

表1为使用WC复合辊环前后技经的改善情况对比。

目前碳化钨复合轧辊代替球墨铸铁轧辊，已经实现了轧线的生产作业效率的提高和成材率的改善。据统计，每月可以增产约 7 5 0 0 { t } ，即使按照吨钢效益200元计算，每月可以增加近150万元的经济效益，效果显著。

（上接第32页）

ZG13Cr11MoVNbN的脆性转变温度FATT50大约为4 5 ~ { { ^ \circ C } } ：

参考文献：

[1]JB/T11018-2010超临界及超超临界机组汽轮机用Cr10型不锈钢铸件技术条件[S].北京：机械工业出版社，2010.

经过一年的使用复合轧辊，已经成功轧制超100万吨的螺纹钢直棒钢材，没有发生辊环打滑、爆裂等生产事件，完成了小批量实验、大批量生产和工艺固化的工作，复合轧辊的开发达到预期目标。

5结论

1)经科研小组的技术、设备人员相互协作，有效克服了碳化钨辊环与球墨铸铁轧辊的安装精度和辊环爆裂、打滑等难题，碳化钨复合轧辊已成功应用到大批量生产中。

2）复合轧辊有效解决了成品球墨铸铁轧辊在轧制螺纹钢直条棒材生产中，轧槽使用寿命低的问题，大大提升了轧线的生产作业效率。

3)使用该复合轧辊，主要缺点轧辊的采购吨钢成本有小幅度上升，但通过提高轧线产量、成材率、作业率和减少生产误时等指标，有效提高了企业的作业指标和经济效益，同时有效降低了更换轧槽带来的调试副、次品吨位以及堆钢次数等指标。

4)碳化钨与球墨铸铁制作的复合轧辊，在轧制螺纹钢时的使用寿命远远高于普通的球墨铸铁、铸钢和高速钢轧辊，具有很高推广价值。

参考文献：

[1］符定梅，符寒光.复合轧辊制造技术的研究进展［J].大型铸锻件，2016(2):49-52.
[2]符寒光，刘金海，等.国外高速钢复合轧辊研究的进展[J].铸造，1999(2):44-46.
[3]张忠健，阳建宏，等.硬质合金复合轧辊的制造与应用[J].硬质合金，2010(5)：298-302.
[4]刘雅政.线材生产的技术进步和面临的挑战[J].宝钢技术，1999(5):59-63.
[2]刘建勇，陈昆.超临界汽轮机主汽阀、调节阀铸造工艺研究的开发[J.东方电气评论，2008，22（1）：10-13.
[3］魏双胜，孙福民，邢玉荣.ZG1Cr10MoNiVNbN材质热处理工艺研究[J].机械工程师，2011(8）:107.
[4]陈红来，吴铁明，鲍学俊.GX-12CrMoVNbN高合金马氏体不锈钢铸件气孔的产生和防止[J].铸造，2012(9）：1043-1046.
[5]刘禹炯，康铜，李清松.汽轮机零部件用 1 2 % { C r } 钢粗晶细化热处理工艺研究[J].大型铸锻件，2017(1)：21-24.

·应用研究·

钢铁元素湿法分析废液零排放处理方法研究与实践

廖雅倩

（山西省产品质量监督检验研究院，山西太原030012）

摘要：钢铁元素分析贯穿整个钢铁生产加工检验过程，作为普遍采用的钢铁元素湿法分析在实验过程中会用到大量的强酸、强腐蚀性、有毒性化学试剂药品，实验后产生大量的成分复杂的废液。若这些废液不进行严格处理直接排放，将对环境和人类健康造成不可估量的有害影响。本文通过分析得知钢铁元素湿法分析过程中主要用酸来溶解样品，产生的废液呈酸性，故可使用碱性中和剂，用酸碱中和原理使废液pH值达到6\~9之间，并伴有盐性沉淀物或絮状物产生，将沉淀过滤物煅烧处理形成固体渣的原理，通过稀释、中和、絮凝沉淀、过滤、干燥、煅烧处理工艺步骤，最终实现废液零排放。

关键词：废液处理；零排放；钢铁元素；湿法分析

中图分类号：TG142.1；0657.3 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020）06-0055-03

Research and Practice on Waste Liquid Zero Discharge Method in WetElemental AnalysisofSteel

LIAOYa-qian

(Shanxi Institute of Product Quality Supervisionand Inspection，Taiyuan Shanxi O3Ool2,China)

Abstract:Elementalanalysis of steel isaprocessthatruns through every node in steel manufacturingand inspection.Asa commonlyadotedmethod，wetelmentalaalysisequiresthuseofrongacid,ighlyoosiveandtoxicgents.Consequtlya largeamountof liquidwastecontainingvariouscompositionswillbeproduced.Iftheseliquidwastesaredisposeddirectlywithout beingproperlytreated，therewillbetremendousimpactsontheenvironmentandhumanhealth.Inthispaper，aliquidwaste dischargefreemethodhasbeenrealized.Itsprincipleisneutralizationreactionwhichusesbasicsolutionstoneutralizetheacidic wasteliquidsproducedinstelwetelementalanalysisprocess，asacidismainlyusedtodissolvesamplespHvalueof the neutralizedsolutionreachesbetween6\~9afterreactioniscompletedandsaltprecipitationmaterialsorflocculentmaesare produced.Byaplyingprecipitatefiltercalcnationprocess，theseprecipitationmaterialscouldformsolidresidues.Thewholeprocess includesdilution，neutralization，flocculation，sedimentation，fitration，dryingandcalcining.Finally，wasteliquidzerodisharge has been realized.

Keywords:waste liquid treatment，zero waste discharge，steel elements，wet analysis

我国是世界第一产钢大国，在钢铁的生产加工过程中，原料的检验、铁水钢液的检验、钢铁成品的检验都离不开钢铁元素的分析，特别是炼铁、炼钢炉前分析频次非常高，钢铁元素分析的数据用于直接指导生产，调整配方和工艺参数。可以说，钢铁元素分析贯穿整个钢铁生产加工过程，但作为普遍采用的钢铁湿法分析在实验过程中会用到大量的强酸、强腐蚀性、有毒性化学试剂药品，实验后产生大量的成分复杂的废液。钢铁元素湿法分析过程中产生的大量废液，其强酸强腐蚀性会对下水管道造成腐蚀、对土壤及地下水造成不可逆破坏、对环境造成严重污染，甚至有部分废液中存在有毒物质，这些废液不进行严格处理，将对环境和人类健康造成不可估量的有害影响。随着我国对环境保护的重视力度不断增强，环境保护法律法规愈趋完善，针对废液排放的标准也越来越严，废液需要达到相关标准才能排放。本着对环境零污染的原则，在排放前尽可能做到低排放，甚至零排放，本文通过资料收集、分析研究、实验室测试等过程，总结出一套行之有效的废液处理方法，本方法不仅能指导实验室检验人员对金属化学成分湿法分析产生的废液进行科学处理，实现零排放，同时对强化实验室其他废液管理也具有一定的指导意义。

1零排放原理

所谓零排放，是指最大限度地减少污染物排放，以达到降低污染的目的，并非完全不排放。要实现零排放，一是通过改进方式方法，有效减少污染物的产生；二是对于生产过程中不得不产生的污染物，要通过采取措施控制排放，将其污染不断减少直至零。

钢铁元素湿法分析过程用酸溶解样品，必然会产生酸性废液，废液排放前可使用碱性中和剂，用酸碱中和原理使废液 { \ p H } 值达到6\~9之间，并伴有盐性沉淀物或絮状物产生，将沉淀过滤物煅烧处理形成固体渣，从而实现废液零排放。

2湿法分析及其废液情况

在钢铁元素湿法分析中常检元素为：Si、Mn、P，其他元素湿法分析检测大致也是用酸溶解，使被测元素化学反应成显色溶液，其废液均呈酸性，并有盐溶质存在。表1为以常检元素 { S i , M n , P } 的湿法分析为例，湿法分析过程主要用到的试剂名称、浓度及每份样品试剂用量，及其试验后的废液情况。

由表1可以看出，钢铁元素湿法分析中用到各种浓度偏高的酸液，废液呈强酸性， { \ p H } 值为1，这种强酸性的废液如果不经过严格处理直接排放，将对水系、土壤和环境造成严重的危害，所以在实验室中利用实验室本身的资源处理废液，使之达到排放要求是非常有意义的。

3零排放方法步骤

通过长期的钢铁元素湿法分析废液处理实践，总结出了一套完整的详细的处理方法步骤，对钢铁元素湿法分析过程中产生的废液通过稀释、中和、絮凝沉淀、过滤、干燥、煅烧处理，最终实现废液零排放。

3.1稀释

钢铁元素湿法分析试验结束后，收集全部废液于废液缸中，包括第一遍清洗试验用玻璃器血的废水，并贴好标识明示。集中到一定量的时候，建议每升左右处理一次，用 { \ p H } 计或 { \ p H } 试纸测定 { \Delta p H } 值，将废液稀释至 { \ p H } 值3左右。

3.2中和

估算稀释后废液体积，用 { \ p H } 计或 { \ p H } 试纸核定{ \ p H } 值。根据废液 { \ p H } 值和废液总量，称取一定量的碱性中和剂于烧杯中，将碱性中和剂溶解稀释后，边用玻璃棒搅拌边缓慢加入废液中进行中和。中和1 {kg } 酸所消耗的碱量(理论消耗量)如表2所示，此表仅供参考，因为废液中所含酸液的种类和数量不尽相同，所以中和废液的碱性中和剂要逐渐加入。中和后，当废液温度降到室温后，测定其pH值，待废液 { \ p H } 值达到6\~9之间，中和完成。碱性中和剂可以选择氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、碳酸钙等碱类试剂。

有一组比较有代表性的实践可以为废液处理提供参考，将钢铁元素锰湿法分析废液(含第一遍清洗试验用玻璃器血的废水)约 0 . 2 { L } 稀释至 0 . 4 { L } { \ p H } 值为3，使用氢氧化钠中和剂进行中和处理，边中和边搅拌,至废液 { \ p H } 值为7,消耗氢氧化钠 1 4 { \ g } 共生成近中性无害清液 0 . 6 { L } ，中和完毕。将中和后废液冷却并放置 2 4 { h } 后充分沉淀，上层清液稀释排入下水道，下层沉淀经砂芯漏斗过滤，滤液稀释排入下水道，砂芯漏斗内基本没有滤渣。

在综合实验室，有的实验产生的废液呈碱性，那么碱性的废液就可以充当碱性中和剂，不但节省了碱性中和剂的使用，还起到了废物利用的作用，同时也解决了碱性废液的排放问题。

3.3絮凝沉淀

将中和完成后的废液缸，盖好缸盖，放在安全的地方，静置 2 4 { h } 以上，使其颗粒物、絮状物充分沉淀。当絮状物未能完全沉淀时，则应逐渐少量多次地加入絮凝剂于废液缸中，并充分搅拌，切勿加入过量的絮凝剂以免造成二次污染。

3.4过滤

废液充分沉淀后，把上层清液转移到容器内稀释后排入下水道。将下层沉淀部分用玻璃砂芯漏斗进行过滤。将滤液收集至容器中，并确定其 { \ p H } 值在6\~9之间时，将其稀释排入下水道，如其pH值不在6\~9之间时，执行本文3.2条款至 { \ p H } 值在6\~9之间稀释排入下水道。将玻璃砂芯漏斗上的滤渣转移至废渣容器里，并贴好标识明示。

3.5干燥

一般来说钢铁元素湿法分析废液经稀释、中和、絮凝沉淀、过滤后产生的滤渣很少，有的甚至无滤渣，收集的滤渣可以自然晾干；当大批量湿法分析检测时，滤渣偏多并想及时处理时可放入烘箱1 0 0 ~ { { ^ { q } C } } 下烘干。

3.6煅烧

滤渣干燥后，倒入坩蜗中，可用马弗炉在 1 0 0 0 { ^ { \circ } C } 下使其煅烧变为无公害固体渣，对环境没有污染，实现零排放。

4操作注意事项

钢铁元素湿法分析废液处理时应严格按工艺控制要求的方法步骤进行，操作过程中需要特别注意以下几点：

1)结合废液的成分选择适宜的碱性中和剂，将碱中和剂配制成适合浓度的溶液缓慢加入废液中并搅拌。

2)中和后应后应使废液充分冷却，冷却至室温后再进行下一步骤处理。

3)待絮凝完全沉淀后再进行固液过滤分离，如絮凝无法沉淀则采用絮凝剂促使沉淀。

4)絮凝剂边加入边搅拌并观察絮凝情况，避免加入过量絮凝剂。

5)由于废液为强酸性溶液，操作不当会对操作者造成威胁，操作人员最好是实验人员或者具备实验室安全知识基础的人员，操作人员一定要注意安全防护，要戴口罩、手套，着工作服进行操作，必要时带护目镜。

6)废液处理要及时做好记录，记录内容主要包括废液名称、废液量、处理日期、处理中用到的碱中和剂、絮凝剂的名称及用量等，处理人员和监督人员签名，并保存好废液处理记录。

5结束语

综上所述，是本文对钢铁元素湿法分析过程中产生废液进行“零排放"处理的一些分析研究和探索实践，采用该方法对实验室现有废液进行尝试处理，处理后的废液基本可实现“零排放”，并总结了该方法在废液实际处理过程中的一些注意事项，为后续实验室开展钢铁元素湿法分析废液“零排放”处理实践提供了一个行之有效的方法，同时也为实验室其他废液"零排放"处理提供了一个参考方向。

参考文献：

[1]GB/T223.5-2008钢铁酸溶硅和全硅含量的测定，还原型硅钼酸盐分光光度法[S].北京：中国标准出版社，2008：1-8.
[2]GB/T223.63-88钢铁及合金化学分析方法，高碘酸钠(钾）光度法测定锰量[S].北京：中国标准出版社，1988:1-6.
[3]GB/T223.59-2008钢铁及合金磷含量的测定，铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法[S].北京：中国标准出版社，2008：1-9.
[4]GB/T31188-2014化学清洗废液处理技术规范[S].北京：中国标准出版社，2014:1-8.

·3D打印技术·

喷墨3D打印设备墨滴落点位置偏移问题研究

马永军，杜银学，高灵宝，杜海平，周子翔，陆江波，高蕾（共享智能铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川750021）

摘要：目前喷墨3D打印设备所使用的打印头在使用过程中存在图像的偏移和打印纹路较严重的问题，影响实际打印效果和产品表面的质量。其原因为墨滴落点位置不准确，存在X方向和Y方向的偏移。研究发现打印头外壳结构单元设计不合理是形成墨滴偏移的主要原因。本文通过优化打印头外壳单元结构的措施，减少经过的气流同时稳定经过气流的运动方向，减少并且稳定接触墨滴的气流，解决了因为气流造成的墨滴偏移问题，提高了墨滴落点的准确性，保证了打印砂型的整体质量。

关键字：喷墨3D打印设备；气流；偏移；墨滴；结构单元中图分类号：TB476；TP391.73 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020）06-0058-03

Research on the Offset of the Drop Point of Inkjet 3D PrintingEquipment 3-jun,DUYin-xue,GAO Bao-ling,DUHai-ping,ZHOUZi-xiang,LU Jiang-bo,GAOi

(National Inteligent Foundry Industry InnovationCenter，YinchuanNingxia75oo21,China）

Abstract:Atpresent，theprintingheadusedbyink-jet3Dprintingequipmenthasseriousproblemsof imagedeviationand printinglinesintheprocessofuse，whichafectstheactualprintingefectandthequalityoftheproductsurface.Thereasonisthat theinkdroppointpositionisnotaccurate,thereareXdirectioandYdirectionofsetItisfoundthatthemaincuseofinkroplet migrationistheunreasonabledesignofprintheadshellstructureunitByoptimizingthestructureoftheshellelementofheprint head,thispapereducestheiflowassingthoughdsabilstheirectioofteifowpassngtrough，educsandsabilies theairflowcontactingwiththeinkdroplets，solvestheinkdopletmigrationproblemcausedbytheaiflow，improvestheacuracyof the ink droplet point，and ensures the overall quality of the printing sand mould.

Keywords:ink-jet 3D printing equipment，shell，sprayer，extensionplate，structural unit

目前喷墨3D打印设备所使用的打印头在使用过程中存在图像的偏移和打印纹路较严重的问题，影响实际打印效果和产品表面的质量，究其原因，是墨滴落点位置不准确，存在X方向和Y方向的偏移，因此要提高打印精度和产品表面质量，就要解决这个问题。针对现有技术的不足，基于打印头外壳单元研究刻不容缓。由于打印头部分结构原因，很多气流并且是加速的不稳定的紊乱气流通过打印喷头与增材面之间间隙，使得落下的墨滴除了因为惯性造成的误差外又添加更多的不确定性，使得墨滴有X方向和Y方向的没有规律的误差，这种误差不能通过软件补偿，所以这种毫无规律可言的误差对于高精度打印影响不可忽视，墨滴的偏移会导致打印纹路的偏移，甚至图像的偏移，严重影响打印精度。通过研究墨滴偏移原因，有针对性地采取相应的措施，可以有效避免打印头喷墨[3]出墨滴的倾斜，可以提高墨滴落点的准确性，提升砂芯打印表面质量，更好地增强客户的体验感。

1实际生产过程中存在的问题

3D打印机中喷墨部分十分关键，目前许多3D打印机打印头存在喷墨过程中墨滴落点位置不够准确的问题，图像的偏移和打印产品纹路较严重，X方向和Y方向的偏移等问题突出，直接影响3D打印产品质量。由于墨滴落点不准确问题得不到有效解决，所以打印机打印出的产品质量就无法得到保障，不合格产品返工处理，造成产品的成本增加。

随着对打印头喷墨落点的不断的探索和研究，就现有设备情况而言，打印头外壳结构单元的优化能够有效解决打印头喷墨墨滴落点不准确性问题，从而使打印机打印的产品的质量得到保障。

23D打印头外壳结构单元原理

2.1原打印头外壳结构原理

目前3D打印机打印头外壳结构单元如图1所示，这种结构主要由壳体与引流板组成，墨滴由壳体与引流板之间的间隙中喷出，打印头在移动过程中导致增加了经过气流同时稳定不了经过气流运动的方向，使喷出来的墨滴存在倾斜现象，一般墨点落差在 1 {cm } 左右，从而产生纹路。

打印头的外壳结构单元中，壳体1围成了一个容纳腔状，图2所示，接着向内倾斜收缩至底板，底板设置有打印喷头，打印头外壳带着打印喷头高速移动，喷头可以单向喷墨，也可以双向喷墨，本身墨滴因为惯性就会向运动方向相反的方向有一定的落点误差，从而产生X方向的误差。但是实际情况更复杂，壳体1与运动方向垂直的两个面先竖直向下延伸，接着向内倾斜收缩至底板，也就是迎着运动方向的两个面有一个倾斜收缩的过程，造成了更多的气流向打印喷头与增材面之间本身就很小的间隙运动，而且外壳上也不是完全的平滑，还会有一些零部件或者结构，使得很多气流并且是加速的不稳定的紊乱气流通过打印喷头与增材面之间间隙，使得落下的墨滴除了因为惯性造成的误差又添加更多的不确定性，毫无规律可言，如图2所示。

2.2优化后打印头外壳结构原理

优化后的打印头外壳结构单元如图3所示，由以下部分组成：壳体、延伸板、引流板、导流板。为解决打印头喷墨墨滴落点不准确、纹路、图像偏移等问题，外壳结构单元要注重平滑性，尽量平滑，不设置突出或者凹进的结构，转角也最好是圆角，由竖直方向转为内倾斜收缩的时候，最好是圆角，圆角优势在于可以使得气流贴着壳体表面流动，所经过的都是平滑曲线，其中底面为最低点，打印头不突出于底板，保证气流的平稳和可控性如图4所示。基于打印头外壳结构单元的研究原理如下：

壳体与运动方向垂直的两个面先竖直向下延伸，紧接着向内倾斜收缩至底板，在底板设置有打印头，打印头外壳结构单元包括延伸板2。延伸出来的延伸板阻挡由外壳倾斜面下来的气流直接流向打印喷头与增材面之间的缝隙，同时将这股气流导向了与运动方向相同的方向，就是这一大股气流对上了迎面而来的气流，因为量上远大于迎面而来的气流，所以在打印喷头的迎风面形成了一个保护面，迎面遇到了本来要通过打印喷头与增材面之间的缝隙的气流，降低了整个气流的速度，使得少量气流低速通过打印喷头与增材面之间的缝隙，减少影响墨滴的气流，从而降低墨滴的偏移量，达到提高精度的目的。外壳整体要着重于平滑性，转角考虑圆弧过渡，这样，保证气流的平稳和可控性。如果是单向打印的话，底板向着运动方向延伸出延伸板，延伸板将作用于喷头与增材面之前的缝隙，该缝隙将用于墨滴的气流，然后该气流才作用于墨滴，起作用；如果是双向打印的话，相对的底板另一侧也要增加延伸板，延伸板都是先作用喷头与增材面之前缝隙，缝隙将作用于墨滴的气流，然后该气流才作用于墨滴。其中，延伸板延伸长度至少为1 {cm } 延伸板延伸长度最佳的约为 1 0 {mm } { ~ } 1 5 {mm } ，且延伸板与壳体之间的夹角为 4 0 ^ { \circ } { ~ } 6 0 ^ { \circ } ．壳体与运动方向垂直的面上间隔设置有引流板，引流板的一侧固定在壳体上，且引流板2从壳体与运动方向垂直的上部向侧下方延伸，引流板与延伸板之间形成过气流通路，如图4所示。

设置引流板有两个作用，一方面使得经过壳体表面的气流沿一定设定路径行动，起到了稳流作用，使得气流流向确定；另一方面是引导壳体表面的气流向侧面运动，通过引流板与延伸板之间的通路向两边运动，引流板对称设置，可以均匀的将壳体表面的气流导向两边，使得两边的气流量相当，使得整体更平稳。导流板4是设置在延伸板上，其目的就是为了使得气流平稳，经过导流板的气流都被导向成了与运动方向平行的运动方向。导流板[5]之所以选择三角状的，就是因为它类似鲨鱼背上的鳍，表面平滑，可以达到稳流和导流作用，使的气体沿其两侧直线行进。导流板设置在打印喷头的迎风面，从而将即将要经过打印喷头与增材面缝隙的气流引导成与运动方向相平行，杜绝墨滴Y方向的偏移，而且X方向的偏移也是在一定已知范围内，可以通过软件补偿，从而使得墨滴落点可控，如图4b)所示。

3实际应用

通过打印头外壳结构单元研究，延伸板最佳长度为 1 0 {mm } { ~ } 1 5 {mm } ，延伸板与壳体之间的夹角 4 0 ^ { \circ } { ~ } 6 0 ^ { \circ } 为最佳，优化后的结构一方面是降低了通过打印喷头与增材面之间的气流速度，速度降低了就可以减少误差量，加上打印喷头与增材面之间的缝隙很小，在可接受的误差范围内墨滴就到位了，所以也能达到提高精度，降低误差的效果；另一方面是稳定了通过打印喷头与增材面之间的气流，使得气流按照平行于运动方向的路线流动，即使气流量较大，但是因为方向是唯一的，通过软件就可以完成补偿，从而提高精度减少误差。两者结合，降低了气流量，同时使气流沿直线运动，使得墨滴仅是X方向的可知偏移，可以通过软件补偿甚至不需要软件补偿，就能达到需要精度。在3D打印机的实际打印过程中保证了气流的稳定。从而使打印机生产出来的砂型质量更好，砂芯废品率更低，回收打磨砂芯成本更低。

图1原打印头外壳结构单元结构图

图2原打印头喷墨落点原理图

图3优化后打印头外壳结构单元结构图

图4优化后打印头喷墨落点结构图

4结论

3D打印机中喷墨部分十分关键，打印头喷墨墨滴落点的准确性直接影响着打印机打印出的产品质量。

通过对打印头外壳结构单元的优化设计，从减少经过的气流同时稳定经过气流的运动方向两个方面，减少并且稳定了接触墨滴的气流，同时使得作用于墨滴的气流与运动方向相平行，墨滴存在已知的X方向偏移可以通过软件得到补偿，最终解决了因为气流造成的墨滴偏移问题，提高了墨滴落点的准确性，从而保证了打印产品的精度，降低了砂型废品率。

参考文献：

[1]高强，周敏，朱黎立.FDM3D打印机喷嘴流场分析与结构优化[J].设计与研究，2018（11）：34-37，47.
[2]白鹤，周有源，王核心基于ABAQUS的FDM工艺3D打印机喷嘴温度场模拟及结构优化[J].制造技术与机床，2019(4)：41-44.
[3]杨坤潮.压电喷墨打印头的优化与控制研究[D].成都：电子科技大学，2019:5-20.
[4]王占礼，高山山，陈延伟.一种基于FDM-3D打印机改进喷嘴的流-固耦合模拟分析[J].制造业自动化，2018(03）：47-52.
[5］BrianDean,BharatBhushan.湍流流动中鲨鱼皮表面流体减阻研究进展[J].力学进展，2012(6):821-836
[6]李延昭，李聪，白书战，张健健，张金明.带导流板弯管进气对高压级压气机效率影响的研究[J].工业技术，2020(2)：82-86

（上接第41页）

的升高，碳化物由板条状转变为块状。硬度呈现先上升后下降的趋势，在 1 0 0 0 ^ { \circ } { { \Phi } ^ { \circ } C } 淬火后硬度为最高的65.4HRC.

2）高铬铸铁在 1 0 0 0 { ~ degree C } 淬火， 3 5 0 \ { { \font ~ C } } ~ 5 5 0 \ { { \font ~ C } } 回火，残余奥氏体逐渐转变为马氏体，随着回火温度的升高，马氏体中析出碳化物并聚集长大，硬度呈现先上升后下降的趋势，在 5 0 0 \ { ^ q C } 时硬度为最高的63.2HRC.

参考文献：

[1]曹宇，宋新莉，郑爱琴，陈荣东，贾涓，毕云杰.热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响[J].金属热处理，2020，45(2):108-113.
[2]符寒光，张孝红.高铬铸铁轧辊热处理工艺研究[J].中国铸造装备与技术，2005（2）：10-13.
[3]张学明，牛海霞.热处理对高铬铸铁组织和性能的影响[J].铸造技术，2014，35(2)：284-286.
[4]马建辉，孟凯.热处理对高铬铸铁组织及性能的影响[J].热加工工艺，2013(18）:158-160.

·艺术铸造·

山西交城卦山天宁寺珍贵的明代大铁碑

胡春良

（山西宇达青铜文化艺术股份有限公司，山西夏县044402）

摘要：天宁寺是交城卦山的一处著名文化遗产，第六批全国重点文物保护单位。天宁寺留存有古代珍贵的铸造文物，其中包括元朝铸造的、高 6 { ~ m ~ } 的三尊铁佛；明代铸造大铁碑《铸成铁佛之记》碑。大铁碑，碑身与碑座用铁一起浇铸而成的碑刻，在中国的碑记史上是非常罕见的，其碑文或苍劲挺拔，或饱满稳健，功力颇深，是碑刻中的稀世珍品。本文介绍大铁碑的形制特点、铸造工艺，铸造大铁碑的平遥砂院张氏的铸造历史和业绩，以及中国古代大型铜碑、铁碑等。对于研究中国古代明清铸造和手工业的发展，以及金属碑刻的历史有着一定的参考价值。

关键词：天宁寺明代大铁碑；古代大型金属碑刻；大铜碑；大铁碑；砂院张氏铸造；明清铸造中途分类号：K876.41;K225 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020)06-0061-04

卦山，因山形如卦象而得名，卦山天宁寺是山西省交城县的地标名胜，位于交城县城西北。天宁寺创建于唐贞观元年(627年），座北朝南，由天宁寺、石佛堂、书院、朱公祠、圣母庙、文昌宫等六组建筑组成，另外还有环翠亭、戏台、华严塔、墓塔林等附属建筑。共有殿堂楼阁200多间，建筑面积4000多平方米。天宁寺最先开凿石佛堂石佛，相传有印度僧人“华严法师"在此讲经说法。贞元二年(786年)，河东节度使李说夫妇捐赠巨资，由道融禅师主持修筑天宁寺，使其成为华严宗名刹。

天宁寺留存有许多珍贵文物，特别是其中一些古代铸造文物，是我国古代铸造文物的宝贵遗产。天宁寺千佛阁，高二层，阁内是元朝铸造的三尊铁佛，高 6 { m } ，每尊佛像旁又有六尊铁铸和尚相侍，高约 2 { m } 在千佛阁四壁上可以看到有两层木阁，原来在每阁中都有风格迥异、做工精巧的大小坐佛各一尊，大者如成人，小者不盈尺，可惜早已毁坏了。天宁寺千佛阁前明代铸造大铁碑《铸成铁佛之记》碑，碑身和碑座是一体的。这种碑身与碑座用铁一起浇铸而成的碑刻，在中国的碑记史上是非常罕见的，其碑文或苍劲挺拔，或饱满稳健，功力颇深，是碑刻中的稀世珍品。

1《铸成铁佛之记》碑介绍

据碑铭所知，大铁碑铸于明代正德十年（1518年），高 1 . 8 3 { ~ m ~ } ，如图1所示。铁碑上的碑文由当时交城县知县崔志仁撰文，记载了明正德七、八两年（1512-1513年）当地百姓因祈雨之应而捐助天宁寺南殿铸造铁佛始末，再由山西匠人翻铸而成，铸出的字迹至今仍然非常清晰。对于研究了解当时的历史和宗教情况，很有参考价值。至于碑文所记述的明代3尊大铁佛，曾一直供奉于天宁寺的千佛阁中，在1965年时被人为砸毁，但庆幸的是铁碑保存了下来。铁碑上共有碑文500多字，在碑文四周铸有精美的纹饰。碑额铸有二龙戏珠浮雕图案。碑座上铸有柳树和吉祥花卉图案。铁碑上所铸各种纹饰图案，造型美观，工艺精良，具有较高的艺术水平。铁碑的铸成，反映了明代山西在生铁冶炼和铸造技术方面达到了很高的水平。

铁碑的碑身和碑座，是用传统的陶范（泥型）法，分块造型整体铸成。是当时山西平遥想的金火匠人张公义、张明皋、张增等人所铸，已有近五百年的历史，但铭文和纹饰图案，仍然清晰如新，毫无锈迹，是中国古代一件珍贵的铸造文物，在古代留存的金属碑刻中更是罕见。

2《铸成铁佛之记》碑背后的山西铸造：平遥砂院张氏

天宁寺《铸成铁佛之记》铁碑上铸文字“时正德戊寅岁(明正德13年)仲夏朔五月初三日造”，“平遥县在城文会坊金火匠人张公义、张朋皋、张增、张贤，莫问里刘怀"铸造，如图2所示。这有明确纪年及铸造匠人的铭记是研究山西古代铸造珍贵的史料。铸造大铁碑的平遥砂院张氏，在明清时代铸造了众多精品，业绩郝郝。众多典籍及留存的文物见证了山西铸造的辉煌。《山西通志》明成化版）卷六物产记载：铁，平定、吉、朔、潞、泽州、太原、交城、榆次、繁崎、五台、临汾、洪洞、乡宁、怀仁、孝义、平遥、壶关、高平、阳城俱有冶坑。平遥最著名的当属砂院的张氏。

图1天宁寺《铸成铁佛之记》大铁碑<br>图2天宁寺《铸成铁佛之记》大铁碑金火匠铭文

砂院(平遥古城东有砂院三巷)的张氏家族，是平遥延续了五百余年的铁器制造业家族，据其后人讲，该家族在明朝初年，奉旨迁居平遥，居于城内东北部，人文会坊一甲，是兵部和工部给予执照的匠户家族，专门给官府制造兵器和民用铁制用品，他们家族是平遥唯一从事这一职业的家族，并在城内建有专门祭火的家庙一火神庙和家族祠堂。入清后，由于户籍制度的调整，该家族才将自家技艺传给徒弟，但铁器制造业仍以其家族为主，现今保留下的很多铁制宗教用品和冶铁用具，便是有力的证据。

根据有关记载，砂院张氏有许多有名的铸件。

2.1 明代铸件

汾州东岳庙铁磬：明弘治七年铸造，上铸文字有"请到平遥县金火匠人张爱铸造”。

平遥长则村普明寺铁钟：上铸文字有“大明正德六年三月二十日吉时造”。

铁菩萨像：现藏山西省博物院，明正德十三年铸造,上有铁铸文字"平遥县造”。

平遥双林寺铁佛：明代造。

平遥双林寺铁钟：明嘉靖四十三年造。

平遥西胡村柏仙观铁钟：明万历十二年造。

平遥庞庄村铁佛、铁钟：明万历十五年造。

五台山万佛阁铁钟：上铸文字有“大明万历拾伍年十二月廿四日”，“汾州平遥县在城金火匠张大臣、妻刘氏、男张仲元，张迁、李氏”。

2.2清代铸件

《平遥县志》(康熙十二年版)上卷赋役志，土产之货属中，共有十六种，铁器为其中之一。

沁源灵空山东钟楼铁钟：上铸文字有“大清康熙二十年岁次辛酉九月戊戌重阳日造”，“平遥县金火匠张克义、张克礼、男张廷交，京灵城郝玉章、郝文都”。

《平遥县志》(康熙四十六年版)卷之三田赋，土产之货属中,共有十七种,铁器为其中之一。

平遥金庄村观音堂铁钟：上铸文字有“大清乾隆六年七月吉日敬造”,“在城金火匠人张增孝”。

平遥《市楼碑记》乾隆二十三年)捐资名单中有永兴铁铺、永盛铁铺、茂盛铁铺、义成铁铺。

平遥《重修清虚观碑记》(乾隆四十二年)捐资名单中有永兴铁铺、三合铁铺。

《平遥县志》(1999年版），第二十二编文物、第五节铁器记载：磬：大清乾隆五十七年造，收集自民间。

平遥《重修关帝庙碑记》(乾隆六十年)捐资名单中有永兴铁铺、兴隆铁铺。

太原晋祠吴天神祠关帝殿磬：上铸文字有“嘉庆六年岁次辛酉三月吉日成造”，“平遥县金火匠张大龙、大虎、大豹、一富”。

铁凤凰：原在汾阳北城墙上，建国后移至太原迎泽公园，像上铸有“大清嘉庆二十一年六月吉日铸造，平遥县合张家砂院金火匠人净揽到汾府新铸铁凤凰一对，言定价钱五百千整。”

平遥南政村观音堂铁钟：上铸文字有“大清道光元年九月二十九日吉造”，“平邑金火匠人张福旺、张可政”。

平遥文庙铁钟：上铸文字有“大清道光二十六年吏房、户一房、户二房、户总科、礼房、兵房、兵驿房、承发科、库房敬献，大吉大利，在城匠人张可吉、张学颜,八月仲秋吉日铸造”。

《平遥县志》光绪八年版)卷之三食货志，土产之货属中,共有十七种,铁器为其中之一。

《补修清虚观新建纯阳宫碑记》光绪二十四年)捐资名单中有天盛铁铺。

平遥梁村积福寺铁钟：上铸文字有“大清光绪二十八年十月敬造”，"匠人张景秀造铸”。

3中国古代大铁碑、铜碑介绍

在中国古代金属铸造的碑非常罕见，在极少数的寺庙、道观中保存有少量的古代铜碎、铁碑。

3.1铜碑

在现存的古代铜碑中，以明代制作的为多，其中辽宁省辽阳广佑寺白塔，留存有五通明代铜碑。辽阳白塔高 7 0 . 4 { ~ m ~ } ，是我国古代六大高塔之一，始建于辽代，金、元、明代均有重修。明永乐二十一年（1423年）隆庆五年（1571年）万历十八年（1590年）万历二十六年(1598年)五次重修，而且将修塔时间、过程等铸刻于铜碑上,共五通铜碑,高 0 . 6 1 { ~ m ~ } 宽 0 . 3 1 5 { ~ m ~ } 或高 0 . 5 9 { ~ m ~ } ，宽 0 . 3 3 { ~ m ~ } ，不等，属小型铜碑。

据有关统计资料，明代的大型铜碑现共留存6块：武当山张三丰铜碑(通高 1 . 9 { m } ，明天顺三年，即1459 年铸）武当山致祭真武大帝碑(通高 1 . 8 7 { m } 明嘉靖三十年，即1552年铸）武当山雷坛神像铜碑（铜碑身石座，高 1 . 6 8 { ~ m ~ } ，明代嘉靖三十九年，即1560年铸）峨眉山普贤金殿铜碑(通高 2 . 1 { ~ m ~ } ，明万历三十一年，即1603年铸）泰山碧霞祠正殿前的天仙金阙铜碑（通高 4 . 0 2 { m } ，明万历四十三年，即1615年铸）泰山灵佑宫铜碑（高 4 . 0 8 { ~ m ~ } ，明代天启五年，即1625年)铸，形体大，制作精。清代留存下来的有武陟嘉应观铁镶铜碑，但其形制很大，制作精湛，是我国古代最大的铜碑，铸造于清雍正二年(1723年），通高 4 . 3 { ~ m ~ }

3.2铁碑

有关学者经过调查，认为天宁寺铁碑是我国古代留存下来的唯一一通大型铁碑，弥足珍贵。这是不确的。据有关记载，全国还有数处大铁碑的记载。

2014年发现于太白山的祈雨铁碑，高约 7 0 {cm } 宽约 4 0 \ {cm } ，厚约 1 5 {cm } ，空心全铸铁，清朝康熙年间铸造，铭文内容记载了临潼县会德乡人在康熙二十七年三月前来太白山祈雨的过程，碑背文字为捐资铸碑者姓名。

康熙四十六(1707)年，宣汉双河禀生王彦琚赴京控告知县重赋盘剥，民不聊生。朝廷反以“乱民之罪解押县狱。家人得知知县密谋将其暗害，遂组织族众千余直捣东乡(宣汉），救出彦琚。知县驱兵镇压，彦琚率众据香炉山抗争，并告于四川总督衙门，得以判明是非，减轻赋税。不久，地方官又如狼似虎，赋税横暴。武生王维纲再赴京控告，终获康熙恩准，于1713年下诏：“滋生人口，永不加赋”，“东乡每两赋银拿制钱一千四百文，永著为令”，铸铁碑于文昌宫(现学坝街南头）。

著名的泸定桥上有九根巨大而沉重的铁索外，还有蜈蚣、犀牛和独角兽。“左冶犀牛右蜈蚣，怪物镇水骇龙宫”。大渡河之水太难驯服，须得这些灵物异兽才能镇压。另外桥头还有铁碑，康熙时四川巡抚能泰、提督岳昇龙铸造，据说碑文是康熙御笔亲赐。具体尺寸有待考察。

中国铁道博物馆正阳门馆的京汉铁路告成铁碑，碑文上用中、法两种文字镌刻，中文是：“大清国铁路总公司建造京汉铁路由比国公司助理工成之日朝廷特派太子少保前工部左侍郎盛宣怀二品顶戴署理商部左丞唐绍仪行告成典礼谨镌以志时在光绪三十一年十月十六日。铁碑高 1 3 9 {cm } ，宽 5 9 {cm } ，厚4 {cm } ，铁碑上用中文、法文两种文字镌刻，上半部两边两条巨龙飞舞，中间中文为“大清国铁路总公司建造京汉铁路由比国公司助理工成之日朝廷特派太子少保前工部左侍郎盛宣怀二品顶戴署理商部左丞唐绍仪行告成典礼谨镌以志时在光绪三十一年十月十六日”。下半部法文书写的是同样内容。当然这通铁碑已属近代铸造文物。

当然，天宁寺大铁碑以其罕见的体量、精美的文字和纹饰，以及精到的铸造工艺，堪称我国古代大铁碑的经典巨制。

4结语

明清时期山西社会经济继续向前发展，在国内处于较为领先的地位。农业区范围北以长城为界，耕作总面积达5000多万亩，传统农业科技体系进一步完善，新的农作物种类大量引进，特别是经济作物的种植，导致了农业经济中商品性成分不断增加，促进了手工业的发展。同时随着封建赋税制度的改革和官营工业的衰落，私营工业开始突破封建制桎梏和自然经济的惯性迅速发展起来，成为一种时代性趋势。在手工业方面，冶铁、铸铁和制瓷业都有了一定的发展。当时全国产铁的地区共达一百余处，在河北遵化、山西阳城、广东佛山、福建尤溪等地已出现了规模较大的冶铁、铸铁业。铁炉用盐泥砌成，大部分已用煤炭为原料。这为山西铸造业的发展提供了很好的物质基础，天宁寺大铁碑及众多的铸造文物留存，就是山西明清铸造发达的物证。对于研究中国古代铸造史，以及手工业的发展具有一定的史料价值。

参考文献：

[1]王福谆.其它古代大型铁铸文物[J].铸造设备研究，2008(4)：50-56.[2]王福谆.古代大铜碑[J].铸造设备与工艺，2013(5)：53-58.

（上接第36页）

orationonDie-Cast AZ91D Components Surface AfterChemical Conversion[J].JMater.Eng.Perfor., 2 0 1 3 ( 2 2 ) : 5 0 - 5 6 .
[2]WeiYH,YinGS,Hou LF,XuBS,IchinoseH,Formation mechanism of pits on thesurface of thin-walldie-casting magnesium alloy components[J].Eng.Fail.Anal.，2006（13）： 558-564.
[3]ZhangJH,LengZ,Liu SJ,LiJQ,ZhangML，WuRZ.Microstructure and mechanical propertiesof { M g } -Gd-Dy-Znalloy with long period stacking ordered structure or stacking faults[J]. J.All.Comp.，2011,509:7717-7722.
[4]Liao HX,KimJ,LeeT,at el.Effect of heat treatment on LPSOmorphologyand mechanical properties ofMg-Zn- \Upsilon -Gd alloys[J].J.Mag.All.，2020(8):1120-1127.
[5]WangYJ，ZhangY，WangPP，at el.Effect of LPSO phases and aged-precipitations on corrosion behavior of as-forged Mg6Gd-2Y-1Zn-0.3Zralloy [J].J.Mater.Res.Tech.，2020(9): 7087-7099.
[6]Somekawa H,Ando D，Yamasaki M,Kawamura Y.Microstructureand mechanical properties of low-temperature wrought-processed Mg-Y-Znalloy containingLPSO phase[J].Mater.，2020 (12):100786.
[7]Shiraishi K，Mayama T,Yamasaki M，KawamuraY.Enhanced non-linearity during unloading by LPSO phase in as-cast MgZn -Y alloys and slip-dominated non-linear unloading mechanism[J].Mater.Sci.Eng.A，2020,790:139679.
[8]Perez P,Cabeza S,Garces G，Adeva P.Influence of long period stackingordered phasearrangementson thecorrosionbehaviour ofextrudedMg97Y2Zn1alloy[J].Cor.Sci.，2016,107:107- 112.
[9]Zhang X B,Ba Z X,Wang Z Z.Effect of LPSO structure on mechanical properties and corrosion behavior of as-extruded GZ51K magnesium alloy[J].Mater. Lett.，2016,163:250-253.
[10]Izumi S，Yamasaki M,Kawamura Y,Relation between corrosionbehavior and microstructure of Mg-Zn-Y alloysprepared byrapid solidification at various coolingrates[J].Cor.Sci.， 2009,51:395-402.

（上接第44页）

5)铸件应放在垫铁等支撑装置上，距离地面高度大于 5 0 0 ~ {mm } ，底部留有空间，方便安装管道及阀门；

6)水压试验用水中要添加防锈剂，水温与铸件 温度保持在 ± 5 { { ^ \circ C } }

7)所有管道、阀门、压力表的连接需使用生料带进行密封防漏；

8)铸件在试验前应先进行探伤检测，保持内部无缺陷。

7结论

本套水压试验系统可满足大型阀体铸件的中高压水压检测，在检测过程中对于打水、加压、泄压、放水一气呵成，操作简单、易掌握，测试过程安全可靠。在压力达到规定值后进行可保压 3 0 { m i n } 以上。系统进水、排水系统完善，打压用水可循环使用，测试过程中可做到无任何遗漏，不仅节约水资源，而且可以保证良好的试验环境。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册[M].第四版.北京：化学工业出版社，2001.[2]郭玲.液压系统设计[M].北京：化学工业出版社,2015.

·教学研究·

工程理论与工程实践相结合实现零距离教学

张守魁

（大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024）

摘要：《工程训练》课程是《机械加工基础》课程的实践环节，实施过程中存在问题包括：两门课独立，时间不协调，内容结合不好，易产生相似障碍；认识性工程训练多，缺少大工程及开放性工程训练；实践需提高理论水平，理论教师需紧密联系实际；学生自主性、兴趣低。为此，以新工科建设为主导，提出零距离教学：教学体系包含四大模块(课程导入、理论授课、基本工程实践、开放性工程实践），两门课按一门课设计，理论与实践紧密相结合,现场教学，理论教师参加实践教学，同学组成学习小组互帮互学，学生与兴趣、与问题零距离;以高新技术、大工程、创新、实用性、开放性、大视野为出发点，讲课与实践同时交替进行。

关键词：零距离教学；以学生为中心；新工科；工程训练；机械加工基础中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2020)06-0065-06

Zero-distance in TeachingProcess ZHANGShou-kui

(SchoolofMechanical Engineering,Dalian Universityof Technology,Dalian Liaoning116O24,China)

Abstract:“Enginering Training”closelyrelatestobutitsconclusionnotlimitedto“Engineering TrainingandBasicsof Machining”couses.Theformerissupposedtobethepracticaltrainingthatcomplements thelaterone.Theproblemsidentifedare thetwocoursesarenotcomplementaryintimelineandoursecontentbutrathersiloed.Thisleadstomanyoverlapsandinsuicient synergybetweentheoryandpracticality.AlsotherearemanyknowledgebasedtrainingcontentbutnocapstoneprojectandopenendedprojectTepracticalouselacksofecsaryheoeticalfoundionhiletetheoreticaloeisdiscoctedtoacticality Allaboveleadtolackofstudents’interest.Ourstudyfollowedtheguidelineofemergingengineringtrainingandadvocatesfor several‘zero-distance teaching’during thecoursework.Ourneweducation methodologyincludesfour major modules-coursework introductionteoryasicgineeringpracticeandoeendedgineringpactice.The‘zerodisancetacing’wedoatefor are-firstcombiningtwocoursesintooneconnectingtheoryandpracticalitytostaycloseintimelineandcontent.Secondrange onsitetrainingtouagisoiolventfofeorsacticaltiniddntsdinoslate discusionandinterests.Fourthtargetingforhigtechtrainingandcapstoneprojectandfocusingonoriginalityandopeste theory training and practical training is rotated during the coursework.

Keywords：zero-distaneineacingprocess,dentrientededucationmergingngineingducation,Ening Training,Basics of Machining

工程教育核心特征是工程性、实践性。我国本科工程教育体系存在重理论知识学习，轻实践、轻能力培养，课程的顶层设计缺少以学生为中心的理念，理论和实践脱节，不适应新经济和时代的变化。新经济以及国家推动、实施的一系列重大战略，都对工程人才提出了更高要求，因此，亟需工程教育的改革创新。教育部2017年发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》。新工科建设2-7可以解决我国工程教育长期以来存在的问题，培养出适应时代、面向未来、面向世界的卓越工程人才。

本文以《工程训练》和《机械加工基础》两门课为研究对象，分析了两门课程存在的问题，探讨了改革思路，提出零距离教学理念。

1《工程训练》与《机械加工基础》两门课程的现状1.1概况

《工程训练》课程内容包括：

1)工程训练概论：教学内容和安排、教学目的与基本要求、主要规章制度及安全教育；

2)基本制造技术训练：车削、钳工、铣削、刨削、磨削、焊接、锻造练、铸造、热处理、塑料成型；

3)先进制造技术训练：数控车削、数控铣削、数控线切割、电火花成型、加工中心、柔性制造系统等共计200学时，5学分，为必修课。实训按工种分7组等时同时循环轮换。

《机械加工基础》3学分，48学时，是工科机械类和近机械类专业必修的大类平台课程，是工科学生学习和掌握各种机械制造方法和技能的专业基础课。该课程在工程训练的基础上，讲解各种冷热加工和特种加工方法的特点、应用及工艺知识：1）金属材料的基本知识;2)铸造；3)金属塑性加工；4)焊接；5)金属切削加工基本知识；6)金属加工机床基本知识；7)常用切削加工方法；8)特种加工与精密加工技术;9)典型表面加工。

《工程训练》是《机械加工基础》的实践课，一般先进行《工程训练》，至少半年后再进行《机械加工基础》教学。

1.2现有教学体系存在的问题

现有教学体系不太适合以学生为中心，尤其在顶层设计上，与我国工程教育改革方向—“新工科”的内涵差距较大。主要问题如下：

1.2.1 《工程训练》与《机械加工基础》配合不好

学生初次接触工程知识、工程实践，这与以往的学习方法、思维差异很大，所以学生对工程科学知识的学习、工程实践的实践感觉生硬，难理解，难掌握。《工程训练》与《机械加工基础》是两门独立课程，并且教学间隔至少半年，造成讲课与实践结合不好，重复讲解与脱节。往往实践后学生都忘记实习内容了才上理论课，理论与实践不能很好的印证。《机械加工基础》课程好多内容仅课堂讲解学生理解也极为困难，把理论与实践结合起来学习效果会更好。

1.2.2《工程训练》与《机械加工基础》都易产生相 似障碍[8]

两门课程包含的工程知识和工程实践内容广泛，好多内容结构相似，而课时又少，教学只能同时或接着进行，因此易产生相似障碍。

1.2.3工程训练按工种分7个组等时同时循环进行，忽略了工艺综合主线

工程训练按工种分7个组等时同时循环进行，造成各工种教学量松散不一，灵活度差，忽略了学科的综合性、交叉性与实用性(这是新工科更强调的)。实习以单个工种甚至单个工序为主，多是专项工程训练，忽略了工艺综合这条主线，即产品的完整生产过程。

比如小锤的生产，实际生产过程包括设计、工艺制定、锻造、锤头制作、锤柄制作、热处理、表面处理、质量检测等等，而实习一不是产品的完整生产过程，比如缺工艺制定、缺热处理、缺质量检查等。第二点实习分7个组同时进行，必然不会按生产工序进行，造成学生没有锤头、锤柄就会进行热处理、表面处理实习。

1.2.4教学学时少，工程训练不能新开教学项目

实际生产工程实践项目很多，但教学学时少，工程训练主要是认识性的[10]、专项性的，讲课比重大，动手少，缺少大工程性工程训练，缺少高新技术工程训练，缺少开放性工程训练，缺少大视野性工程训练。

1.2.5学生自主性低，没有选择空间

教学内容都是必修的，没有选择空间，不利于自主选择能力的培养。

2零距离教学体系

针对现有教学体系存在的问题提出零距离教学。教学以学生为中心，以新工科建设为导向，将《工程训练》与《机械加工基础》两门课按一门课设计进行。图1为零距离教学体系。教学由课程导人、理论授课、基本工程实践和开放性工程实践四大模块构成。以高新技术、大工程、创新、实用性、开放性、大视野为出发点，讲课与实践同时交替进行，实现五个零距离：理论与实践紧密相结合；理论课与实践现场教学；学生与问题、与兴趣零距离；教师与实践教学零距离；学生组成学习小组互帮互学。基本工程实践为必修，开放性工程实践可以选修其中的项目也可自拟项目。

3工程理论与工程实践不脱节

3.1工程理论与工程实践紧密相结合

工程理论与工程实践不脱节，首先工程理论课要与工程生产实际紧密相结合，授课内容要与时代相衔接。工程教育要配合国家重大战略的实施和经济发展需要。我国正深人推动实施“创新驱动发展”“互联网 + ”“网络强国”、“京津冀协同发展”、“一带一路”“粤港澳大湾区建设”等重大战略，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济正在蓬勃发展。而现在，高等工程教育中存在着课程内容、教材与日新月易的时代变化、快速发展的工程技术严重脱节的问题。授课内容要与目前工业相吻合，不讲授落后、无用的知识，以高新技术、大工

无论是工程理论课还是工程实践课对学生来说都很生疏，与以往的学习习惯和方法差异很大。文献[11]指出高校工科课程体系存在的最大问题是课程体系与实践教学体系的有机结合不够，不仅这两个体系的建构主体很多时候不一致，而且出现相互脱节的情况。

零距离教学是现场教学，理论教学与实践教学同场地，即在工程训练的现场或与现场近在咫尺的中心教室进行。两门课按一门课来设计讲课、实践，实践以工程训练为主，也包括实验。理论课与实践课紧密相结合，互相印证，互相促进。

图1零距离教学体系

讲课与实践同时交替进行：以教学效果为出发点，理论授课与实践课可随时无间隙互换，或同时进行，或相隔一定时间。学生即可可以印证和理解教学相关内容。理论课难懂的、重要的、常见的知识点尽可能开设实验、工程训练。比如以往讲解铸件薄壁处先冷却受压应力，厚大部位后冷却受拉应力，学生很难理解，零距离教学时讲到此处即可浇注铸件测试铸件冷却过程应力变化情况。再比如对砂型铸造造型有关内容，主讲教师可现场操作并讲解相关知识。主讲教师实操使讲课变得生动直观，教师的高水平操作或失败的操作都可能会令学生终身难忘。

零距离教学从宏观上容易控制教学内容、教学时间，避免重复讲解，解决教学时间安排不协调，理论与实践结合的不好，相似障碍等。真正实现"教中做,做中学，做中教”。

程、创新、实用性、开放性、大视野为出发点，讲解各种实用冷热加工和特种加工方法的特点、应用及工艺知识，加强3D打印，工业自动化，表面处理，质量检测与控制等方面的内容，注重信息技术、质量检测与控制、软件设计、表面处理等与综合性工程训练的有机结合。拓展云计算、大数据、移动互联网、新材料、新能源、生物工程等。

工程理论与工程实践不脱节，还要保证理论课和实践课紧密相结合。这也是两门课按一门课设计的重要出发点。《机械加工基础》基础的、重要的、难懂的知识点都要设实践教学，包括工程训练和实验。学生通过工程科学知识的学习，工程实践的训练，使理论与实践能很好的印证，促进学生理论联系实际、学以致用，以便走上工作岗位后能尽快地适应工作的需要，能用所学的基本原理和方法分析实际生产技术问题，培养和挖掘创新能力。

3.2讲课与实践同时交替进行

3.3主讲教师参加实践教学

传统上理论课和实践课教学任务是有不同的教师担任。我国课程主讲教师一般不参加实践教学，原因包括：1)不重视实践教学，认为上实践课与身份不符；2)没时间；3)对实践不熟悉。这带来很多问题，尤其年轻教师没有工程实践经验，问题更严重。而《机械加工基础》涉及的工程领域广泛，没有实践经验讲课没有底气，讲得对错都无法确认；还有主讲教师参加实践教学能发现实践教学存在的问题，改进课程进程，优化教学过程；另外，主讲教师参加实践教学可增加实践课的理论水平。而卓越工程师必须由工程经验丰富的教师来培养，这些教师有教学理念，有工程理论水平，尤其能胜任"工程范式”2的教学。零距离教学要求授课教师能指导所授课的实践教学，并且要高水平。要有理论课主讲教师、教授、副教授、高级工程师、博士不能带工程实践就不是一个合格的教师的理念。

4以学生为中心

零距离教学从顶层设计到每个教学项目都以学生为中心，提高学生对教学内容的兴趣。当然，保证工程理论与工程实践不脱节是最大的以学生为中心。《工程训练》与《机械加工基础》按一门课设计进行，主讲教师4名，冷热加工各2名。首先，四个班学生同时一起上课程导入。

4.1教学导入

教学导人可分为课程导人，课堂导人，即时导入。课程导入是一门新课的序幕，课堂导入是一节课的进入引导，即时导入是授课中对一重要内容所设计的引入。

课程导入包括如下内容：

1)《工程训练》与《机械加工基础》教学内容、教学目的；2)教学理念和教学进程；3)教学安排、主要规章制度及安全教育；4）唤起学生对工程实践和工程理论原有认识的安排。教师言简意赅告诉学生：1)两门课程主题是什么，如果他们完成任务会有什么收获—一教学内容、教学目的；2)教学路线图，怎么能做好、学好一教学理念和教学进程；3)教学安排、主要规章制度及安全教育。这一条很重要。培养学生遵章守纪的学习态度，工程实践务必安全第一；4)唤起学生原有认识一对铸造、焊接、工程材料、车削、铣削、刨削等实践和理论的原有认识和原有经历。

课程导人前3项结束后，学生分别进人各工种了解情况，学生观察各种典型的工件、材料（不同工艺、不同材质)共计10余种，自己判断材料、工艺（用自己语言填表)；观察铸件生产过程，包括教师造型过程示范，整个过程教师一言不发，学生用自己语言完成框图(描述铸造生产过程)见图2；观察车床加工、铣床加工、刨床加工，学生用自己语言完成框图，标注工件、刀具的运动方向，分析工件的加工。

主讲教师在讲课时，应引用并提及学生的原有认识、他们的语言。加布里埃莱.莱曼说“要去学生站的位置迎接他们”。希尔伯特.迈尔建议把原有认识理解为学生的原有知识、态度、兴趣范围和立场的总和8，我认为还要包括原有的观察总结力。理论课讲授铸造生产时，先从图2开始讲起，肯定同学的工作，指出错误，填入正确的名称，讲解标准定义，然后再从简易生产框图扩展到完整的生产过程。讲授车床加工过程、铣床加工过程、刨床加工过程时，先纠正框图的错误，然后大家分析讨论机床所能进行的相应加工。

图2根据观察填空

除了课程导入，在教学进程中重要节点都要有导入。比如学生铸造造型实操后，让学生测试、并计算机绘图画出浇注系统包括铸件图，学生刚结束《工程制图》课，这可以温故、练习、巩固所学并深化确认课堂成果，而下堂课教师新的讲课内容浇注系统从此开始，引导学生转向计划好的教学进程。

4.2培养学生自主选择能力

生产上工程实践项目很多，但教学学时少，原教学体系只能开出少量、固定的实践项目。零距离教学实践教学包括基本工程实践和开放性工程实践，基本工程实践是必做的教学内容，而开放性工程实践包含的教学内容、数量从理论上可以无限多，因为开放性包括部分开放和全开放，全开放学生可自拟题目。

部分开放性工程实践学生自主选择课程、上课时间、指导教师，解决了‘课时少，内容多’，“不感兴趣"的矛盾，培养了自主选择能力。自主选择能力包括主动性和选择能力两方面。主动性是富于创造性人们的主要特征[3]。选择能力也极其重要，学生不安于习俗，要有选择与决断力。学校应提供给学生更多有意义的选择机会，教学内容为必修，不能为学生展示各种可能性，以利于自主选择。要引导学生按着自己的学习目标和兴趣根据所掌握的信息去理性的、承担责任的进行选择。

4.3学生与问题、与兴趣零距离

从宏观上及微观上注意提高学生对教学内容的兴趣。课程体系的设计保证了学生与问题零距离，与兴趣零距离。

首先两门课按一门课设计进行，教学内容以高新技术、大工程、创新、实用性、开放性、大视野为出发点，学生更感兴趣。第二构建了基本性和开放性两大实践教学模块，建设以产品、实际生产、校园文化和兴趣为主的工程实践平台，学生可以根据自己兴趣增加选择空间，有许多教学项目需要学

生独立(或小组)完成。第三课程导入精心设计，增加学生好奇心，学生在认真观察中会发现问题、提出问题。第四教学过程中注意让学生张口、动手、用脑，主动探索，大胆提出问题，大胆质疑，成为学习的真正主人。

图3最后一滴水(消失模铸造实习学生计算机设计作品）

图4数控加工的可乐瓶底泡沫模样<br>图6消失模铸件一凤舞九天

实习前先让学生自由参观工程训练中心现场，并要求每个学生提一两个问题，否则教师提问学生问题。

消失模铸造集塑料、机械、计算机电子、铸造、化工为一体，是铸造中为数几个可以实现自动化生产的工艺，也是发展中的技术，学生可直接面对科研难题和创新问题。实践教学可经历完整的消失模铸造生产过程(现有实习工艺不完整），含设计（包括计算机设计，图3为学生计算机设计的作品）模样制备（包括机械加工、发泡成型、手工加工等，图4为学生加工的可乐瓶底模样），熔炼浇注，质量检测，表面处理等，是大工程训练项目。实习时先给学生展示消失模铸件花生，见图5，该铸件中空且有可动的仁，学生会很感兴趣地去探讨、去争论，从而发现所提出的制备方法存在的问题。能发现问题，提出问题是学习能力的核心。美国教育家布鲁诺说：“最精湛的教学艺术，遵循的最高准则，就是学生自己提出问题。"爱因斯坦说：“提出一个问题，比解决一个问题更重要。"学生能提出问题才能更愿意去思考去解决问题，随着技能和知识的不断增加、融合，用脑的不断训练，学生的能力才会逐渐提高。

4.4同学组成学习小组互帮互学

学生组成学习小组可获得好的教学效果这是实践已经证明的[814]。当然，在工程教学中尤其工程实践教学中实施小组教学是有其特点的。

1)学生初次接触与以往的学习方法、思维差异很大的学习，多互动可以使学生更快的进入学习。

图5消失模铸件—花生

2)现在教学本质上还是教师教学生学。比如铸造实习，教师讲一遍造型过程，学生模仿一遍，即使学生造型操作很好，这样也很难让学生变得独立自主，有创造性。当然，工程实践的特点决定了教师“示范"的重要性。新教学体系的工程实践模块中，设计了一些教学项目由学习小组完成，如活块造型、绳轮造型及手轮造型等，学生相对独立自主地学习、思考、相互讨论、共同研究解决问题的方法。教学中教师不讲解不示范，只引导，最后教师再做总结。

3)小组教学可增加团队归属感。学生在互相合作、交流互动中会逐渐培养起团结精神，增加团队意识。

4）在工程实践教学中学生组成学习小组更为必要。因为，产品的生产需要多人合作才能更好地完成。

5)学生质疑、批判性思维得到培养。教学中学生各自阐述自己的思路、观点，倾听他人陈述和批评，总结各种观点得出新的结论。

6)小组教学尤其要注意安全问题。工程实践教学和机床、其它设备，及生产过程紧密相联系，要建设以学生为中心的安全和文化5，不适合小组教学的项目一定不开设。

武

消失模铸造实习，学生3人一组，根据兴趣设计、制造模样，并浇注作品。学生积极与教师、同伴进行交流与互动，学生互帮、互学、互争论、互促进。教师主要起引导作用，经常鼓励和肯定学生，同时引导学生之间相互尊重与肯定。在小组团队中，同学都显得如此积极、热情、富有责任感，他们共同完成小组任务，收获很大。图6为学生消失模铸造作品凤舞九天，曾获全国铸艺展赛银奖。

5结束语

新工科建设可以解决我国工程教育长期以来存在的问题：理论和实践脱节，重知识学习，轻实践、轻能力培养，课程的顶层设计缺少以学生为中心的理念等。培养出能够适应时代并且面向未来、面向世界的卓越工程人才。本文以《工程训练》和《机械加工基础】两门课为研究对象，分析了两门课程存在的问题，提出零距离教学理念。零距离教学体系要点包含如下：

1)两门课按一门课设计进行。2)教学内容包含四大模块：课程导入、理论授课、基本工程实践、开放性工程实践。3)以高新技术、大工程、创新、实用性、开放性、大视野为出发点，讲课与实践同时交替进行。4)课程实现五个零距离：理论与实践紧密相结合，现场教学，理论教师参加实践教学，同学组成学习小组互帮互学，学生与兴趣、与问题零距离。

零距离教学理念要在教学中深入应用，在实践中总结、发展。该理念的主要思想应也适合其它课程。当然，完整支持体系的建立很重要，要加强实验室的建设、管理、开放机制研究[6-19]。

等教育，2011（13）:8-9.
[2]李培根.工科何以而新[J].高等工程教育研究，2017(4)：1-4.
[3]崔庆玲，刘善球.中国新工科建设与发展研究综述[J].世界教育信息，2018,436(4):19-26.
[4]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017(6):1-13.
[5]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017(3):1-6.
[6]刘鑫桥.新常态下新工科建设形式趋同的制度逻辑[J].黑龙江高教研究，2019(4）:1-14.
[7]许艳丽，周天树.基于课程设置的新工科学科交叉研究[J].黑龙江高教研究，2019(4):156-160.
[8]HilbertMeyer.课堂教学方法实践篇[M].冯晓春，金立成，译.上海：华东师范大学出版社，2011.
[9］张守魁.专项性工程训练的研究［J].高校实验室工作研究，2012，112(2):11-13.
[10]张守魁.认识性工程训练的研究[J].实验技术与管理,2011,28(12):132-133,138.
[11]李华，胡娜,游振声.新工科：形态、内涵与方向[J].高等工程教育研究，2017(4)：16-19，57.
[12]刘志强，陈建兵.以学生为中心，推进机械类专业工程训练的改革与实践[J].大学教育，2016(12)：139.
[13」波多野谊余夫，怎样培养自学能力[M].熊琦，张小克，译.北京：新华出版社，1989.
[14]EricMazur.同伴教学法——大学物理教学指南[M].朱敏，陈险峰，译.北京：机械工业出版社，2011:1-211.
[15]王建宏，常俊英，梁存珍，等.以学生为中心的实验室安全和文化建设[J].实验室研究与探索，2016，35(6)：288-292.
[16]尤祖明，刘爱华.加强实验室开放的全过程管理[J].实验室研究与探索，2010,29(11)：358-360.
[17]强根荣，刘秋平，盛卫坚，等.普通高校实验室开放的模式与管理机制探索[J].实验技术与管理,2010,27(10)：185-187.
[18］陈庆奎.面向卓越工程教育的实验室开放实施机制[J].实验室研究与探索，2013，32(1）：80-84.
[19]高立民，罗鸣，赵恒新，等.探索高校实验室管理的新机制[J].实验室研究与探索，2017，36（4）：241-244.

参考文献：

[1]李培根.以学生为中心的教育：一个重要的战略转变[J].中国高

（上接第51页）

料韧性。此种缺陷形成原因有淬火ss温度偏高、保温时间偏长，或反复淬火。实际生产过程中，轻微过热、过烧不能通过热处理改善，建议产品降级使用；适当降低硬度可以略微提高韧性，但硬度下降空间已经不多。

参考文献：

[1]大型铸锻件行业协会，大型铸锻件缺陷分析图谱编委会.大型铸锻件缺陷分析图谱[M].北京：机械工业出版社，1990.
[2]张栋，钟培道，陆春虎，雷祖圣.失效分析[M].北京：国防工业出版社.
[3]孙盛玉，戴雅康.热处理裂纹分析图谱[M].大连：大连出版社，2002.

·总目次·

《铸造设备与工艺》2020年总目次

·铸造工艺/Foundry Technology
大型常法辊铸造工艺设计与优化
Design and Optimization of the Heavy Constant Roller Casting
Process 李魁猛，毕经余，王艳春(1-1)
铸钢件下芯和合箱过程尺寸控制的研究
Research on Size Control of Large Steel Casting Process 孙健平，李永新，李文辉，马瑞(1-3)
W型铸铝水冷机座压铸新工艺
ANew Die Casting Process for W-type Cast Aluminum Water
CoolingMachine Seat ：周志强，卫广立，王丽杰，苟曼曼(1-6)
解决17型车钩钩体尾部裂纹措施
MeasurestoSolvetheCrack intheTailof17-typeCoupler 刘鑫(1-8)
化学造型工艺减排的新认识与新措施
New Understanding and New Measures for ReducingPollutants of
Chemical MouldingProcesses 谢树忠，冯胜山，刘春晶，梁家豪，高运华(1-10)
20寸锆右球阀铸造工艺研究
Research on Casting Technology of Zr7O2C Ball Valve 陈战考，殷莹，翟宇龙，侯玮光(2-6)
曲轴轮毂铸造生产工艺分析
AnalysisofCrankshaftHubCastingProcess …张磊，李长生，周天飞，高峰(2-11)
齿轮箱体铸造工艺优化
Optimization of CastingProcessfor Gear Box ：康建军，赵颖烈（2-15）
透平压缩机用蜗壳的铸造工艺设计
Research and Development of Bearing Pedestal ofMegawattSteam
Turbine 纳建虹，宋亮，緱鹏森(3-8)
RuT300蠕墨铸铁的工艺探究
Study onthe Technology of RuT3oo Vermicular Cast Iron 许景峰,杨淑欣，时晓,张敏之，鲁栋， 戚鹏超，谭国强(3-11)
大型高牌号灰铁机体铸造工艺设计
Casting Process Design ofLarge High GradeGray Iron Body 毕海香，李永刚，耿建华，于建忠(3-13)
翻转臂支架的结构优化与铸造工艺开发 …张磊，强昆仑，李有均，申保卫，李长生，高峰(3-16)
机床床身铸件铸造工艺的开发与设计
Development and Design of Casting Processfor Lathe Bed 宁显润(3-20)
浅析下芯定位工艺对铸件尺寸精度的影响
Analysis oftheInfluenceofCore Location on theDimensional
Accuracy of Castings 戚鹏超，李永刚，张明，邵长元(3-23)
大型蠕墨铸铁发动机气缸盖铸造工艺设计
Designof CastingProcess of Large Engine Cylinder Head of
Vermicular Graphite Cast Iron 张敏之，鲁栋，许景峰，宋学恩(4-5)
高强度厚大断面灰铁轴承座缩孔问题的工艺改进
Technical Improvement of Shrinkage of High Strength Thick
Section Gray Iron Bearing Housing 边正海(4-8)
大断面铸态高延伸率球墨铸铁陶瓷机械底座的生产工艺
Production Technology ofLarge Section As-cast High Elongation
Ductile Iron Ceramic 陈鹏辉，柯志敏(5-4)
制动器主缸铸造生产
Casting Production of Brake Cylinder 许鹏飞(5-8)
493系列缸体渗漏问题的分析与对策
Analysisand Countermeasure of the Leakage in 493 Series
Cylinder Block 李向南,万修根，刘五宝，杨伟锋(5-12)
熔模铸造不锈钢排气弯管工艺研究
Research on Investment Casting Process of Stainless Steel Exhaust
Elbow 陈海军，成江，陶思波(5-15)
大型球墨铸铁轧辊的试制工艺
Trial Production Technology of Large Nodular Cast Iron Roll 张红林，何良荣，柯志敏(6-17)
煤基直接还原铁与"两步法"铁水熔炼新工艺在铸造行业的
应用
Application and Prospect of COSRED Iron Melting Technology in
Foundry Industry 付邦豪，周强，李建涛，汪朋，唐恩，陈泉锋(6-21)
某HT300主轴箱砂型铸造工艺设计
Designof Sand CastingProcess foraHT3OO Spindle Box 谭宇函，丁旭，黄 放，彭和宜(6-25)
·铸造设备/Foundry Equipment·
双轴强力搓磨再生机研究与设计 吴剑(2-1)
PUMA浇注机螺纹套联轴器装配工具及装配工艺研究
Research on Assembly Tool and Technology of Thread Bushing
Coupling for PUMA Casting Machine 李雪冰，马振航，王圆圆，王文强(2-3)
缸体铸件自动化打磨方案设计， 龚连金(3-1)
中频炉感应线圈变形原因分析和预防处置
Analysis and Prevention for Deformation of Induction Coil in
Medium Frequency Furnace ：曾向海(3-5)
小型皮带输送机设计与配置应用： 吴剑（4-1)
QTRSi4Mo耐热铸铁的工艺研究
Study on Production Technology of Heat-resistant Cast Iron 杨淑欣，许景峰，郝志俊（4-3）
桁架机器人Z轴优化设计与分析
Optimization Design and Analysis of the Z-axis of TrussRobot 王腾，冯艳艳，侯奇林(5-1)
高速自动造型线浇注机的选择
Selection of Pouring Machine for High-speed Automatic Molding
Line ：刘小龙(6-1)
SAM16-180S 混砂机主轴分体式结构的研究及应用
Research and application of SAM16-180S Sand Mixer Spindle
Split Structure 徐定政，郑德伟(6-4)
铸造炉后自动加料系统设计
Automatic Feeding System Designof CastingFurnace 钊，靳泽聪(6-8)
铸造设备管理
Casting Equipment Management 张亚好，张琳，焦小荣(6-12)
·应用研究/Application Research·
提高微合金化高强钢低温冲击韧性的研究
Research for Improving the Low Temperature Impact Toughness
of Micro-alloyed High Strength Steel ：马丽,骆坤,李斌(1-17)
低合金铸件热裂形成原因及防止方法的探究
Study on the Causes and Preventive Measures of Hot Cracking of
Low Alloy Castings 马伟东(1-20)
1000 WN挖泥泵高铬叶轮铸造过程质量控制
Casting Process Quality Control of Dredge Pump High Chromium
Impeller 张静慧(1-23）
TRIZ方法在降低脉冲超声波检测仪测量误差问题中的应用 王现瑞，苏文，张磊，李阳，马文治，李文定(1-26)
便携式扫描仪在3D打印砂芯精度测量中的应用
Application of Portable Scanner in 3DPrinting Sand Core
Measurement 柯旭成，王志刚，吴骏志(1-30)
含钼过共晶高铬铸铁渣浆泵实用性分析
Practical Analysis of Hypereutectic High Chromium Cast Iron
Containing Mo Element on Slurry Pump 韩跃(1-33)
钩舌断裂原因及防止方法的探究
Study on the Causes of Knuckle Rupture and Preventive Measures 马伟东(2-18)
Z型加强筋制作夹具的设计与实施
Design and Implementation of the Z- type Reinforcing Rib
Manufacturing Fixture 刘杰(2-23)
精密铸造铝合金电机壳体的开发
Defect Analysisand Solutions for Aluminum Alloy Motor-cover
Developed by Die-casting 安肇勇，黄志垣，闫锋，李建盛(2-25)
一种连接件的快速精密铸造
Rapid Precision Casting Proess for a Connecting Part ：李嘉豪，杨洋，杜文强(2-29)
基于三维布图软件的砂型快速抓取数据生成及处理
Data Generation and Processing of Quick Grabbing of Sand Mold
Based on 3D Mapping Software ：杜银学,杜立强，虎成(2-31)
着色法与硝酸酒精显示金相组织的对比 …帖锦芳，吴学江，薛超(2-34)
大型铸件尺寸数字化检测方法的研究与应用
Research and Application of Digital Detection Method for Large
Casting Size 沙学录，马金鑫，赵树文，杜鹏(3-26)
浇注炉用于球铁生产初期残留镁量衰减过快原因分析
Reason Analysis of Residual Magnesium Attenuation in Early
ProductionofDuctile IronbyPouringFurnace 程兆虎，吴友坤，吴来发，朱守琴，史文东(3-28)
砂型水基石墨涂料在离心铸管生产中的应用 ·张研,苏柏林，杨万华(3-30)
反演导热系数的计算方法在热处理工艺的应用
Numerical Calculation Method of Surface Modification Based on
Inverse Thermal Conductivity ：张继涛，赵丽民，巩笑源(3-33）
冷铁厚度对铝合金板铸造缺陷影响的研究
Study on the Influence of Chiller Thickness on the Casting Defects
of Aluminum Alloy Plate 杨家财(3-40)
大型船用蠕墨铸铁机体工艺要点探究
Discussion on Technology Points of Large Marine Vermicular
Graphite Iron Cylinder 田普昌，许景峰，姜爱龙，杨淑欣，王杰，张敏之(4-11)
机床塔座轴孔粘砂问题处理
Sand Sticking Problem of Tower Block Shaft Hole ·纳建虹，郭春喜(4-15)
基于 Hywerworks 的某车型左托架的结构优化
Structural Optimization of theVehicleLeft Bracket Based on
HywerWorks 张磊，强昆仑，李有均，申保卫，李长生，高峰(4-18)
影响G18CrMo2-6材料冲击性能的原因分析
Cause Analysis of Influence on Impact Test Result of G18Cr
Mo2-6 Material 李滨,张锦，马荣华，黄思琪，贾成玺，杨金龙， 王明，南剑(4-23)
石墨烯纳米化增强铝镁合金线材料制备技术探讨
Discussion on the Controllable Preparation Method of Graphene
NanomaterialsReinforced Al-MgAlloyWire 黄显吞，吴顺意，韦旭林(4-26)
不锈钢铸件表面锈蚀原因分析
FailureAnalysis of Surface of Stainless Steel Casting ··童敏江(4-29）
铸造粉尘回收技术探讨
A Study on Foundry Dust Circling 何泽芬，马俊(4-33）
盖包球化处理方法及措施
Spheroidizing Treatment of Covered Ladle ...王家玉(5-18)
PHB-1锤击布氏硬度计检测验证
Verification of PHB-1 Hammer Hardness Tester 张锦,李滨,杨金龙,翟惠斌,马荣华,王明， ..南剑，贾成玺(5-21）
球墨铸铁管件双组份全固态聚氨酯涂层气泡缺陷分析
BubbleDefect Analysisof Two-componentSolid Polyurethane
Coating for Ductile Cast IronPipe Fitting 闫登坤，唐银星（5-26）
E300-520材质热处理工艺研究 张晶，帖锦芳，张文磊，王雪飞(5-30)
高密度造型型砂表面质量控制
SurfaceQuality Control ofCastingin GreenSand Molding 汪大新，罗磊(5-33）
铸铁件碳含量测定研究 ：田普昌，王杰，辛延君，姜爱龙(5-36)
合成铸铁生产闸阀铸件工艺浅谈 李云山(5-39)
三维扫描在缸体缸盖铸件检测和机加工以及模具制作中的
典型应用
Typical Application of 3D Scanning in Cylinder Block&Head
Casting Detection,Machining and Mold Making ….代卫华,杜波,周璐,翟卫东,代超(5-41)
SLM成型18Ni300高温力学性能研究
Study on the High Temperature Tensile Property of 18Ni300
Produced by SLM 彭凡,巩建强，杜文强(5-45)
·消失模与V法铸造/EPC and V-Process·
消失模管件失圆变形的防止及控制
Control and Preventing of CircularDeformation in Ductile Iron
Pipe by LFC 蒋妹芹，李晓明，陈冬(1-36)
脱硫泵蜗壳V法铸造生产
V-process Casting Production of Desulphurization Pump Volute 张静慧(2-37)
仿真技术在消失模铸造中的应用
Application of Simulation Technology in EPC 闫登坤，胡 磊(2-40)
消失模生产线残铁的分离
Separation of Residual Iron from Lost Die Production Line 何道明（4-38）
碳化硅在铸铁熔炼中的应用效果
Application Effct of Silicon Carbide in Cast iron Melting ：房夺，姜爱龙，刘宇鹏，李娜娜(6-37）
热处理工艺对高铬铸铁轧辊组织与性能的影响
Effect of Heat Treatment Processon the Structureand
Performance of High Chromium Cast Iron Roll 郭健，杨丽娜，郝 雷，黄 明(6-39)
阀体铸件水压试验装置与应用
Hydraulic Test Deviceand Application of Valve Body Casting 张生存，陆小明，常永慧(6-42)
采煤斗齿冲击值低原因检测分析
Analysis of Low Impact Value of Coal Scuttle Teeth 成 易（6-45）
岩石斗齿质量分析
Quality Analysis of Rock Bucket Teeth ：李晋刚（6-49）
碳化钨复合轧辊在螺纹钢棒材生产中的应用
Application of WC Composite Roll in the Production of
Deformed Steel Bar 马志军(6-52)
钢铁元素湿法分析废液零排放处理方法研究与实践
Research and Practice on WasteLiquid Zero Discharge Method
in Wet Elemental Analysis of Steel 廖雅倩(6-55)
·试验研究/Experiment Research
石墨烯协同反应自生氧化铝增强铝硅基复合材料的研究
Study on Graphene Synergistic Reaction Self-generated Alumina
Reinforced Al-Si Matrix Composites 王伟，刘璇，宋洪刚(1-39)
球磨转速对 \mathbf { M o - } 8 { w t } % { C u } 纳米复合粉末特性的影响
Effect of Ball MillingRotate Speed on Character ofNanometer
Composite Powder of Mo-8wt%Cu 胡保全，王延忠(4-36)
化学成分及等温淬火温度对低碳合金钢组织和性能的影响
Effect of Chemical Composition and Austempering Temperature
on Microstructure and Properties of Low Carbon Alloy Steel ：孙柯楠，刁晓刚（5-51）
汽轮机用铸钢ZG13Cr11MoVNbN材质的试验研究
Experiental Study of Steam Turbine ZG13Cr11MoVNbN Cast
Steal 卫心宏(6-30）
{ M g - Y - Z n } 合金的显微组织及腐蚀行为研究
Study on Microstructureand Corrosion Behaviorof Mg-Y-Zn Alloy 任晓霞，王昕，张前,李佳星,郭涛(6-33)
·3D打印技术/3D Printing Tssechnology
磁性编码器和倍福伺服系统在砂型3D打印机中的应用
ApplicationofMagnetic Encoderand BECKHOFF Servo System
in Sand 3D Printer 彭凡(3-43)
人工智能在3D打印领域的应用研究
Research on the Application of Artificial Intelligence in the Field
of 3D Printing 高灵宝，马永军(3-47)
SLS 成型技术在钛合金熔模铸造中的应用
Application of SLS Forming Technology in Investment Castingof
Titanium Alloy 杨佳静，王涛亮，崔利可，吕昌(3-50)
压电喷墨喷头的一种清洗与测试方法
ACleaningand Testing Methodof Piezoelectric Inkjet Nozzle …王力(4-41)
3D打印在大型球墨铸铁中压外缸生产中的应用
Applicationof 3DPrinting in theProduction of Medium Pres
sure External Cylinder of Large Ductile Iron 陈思明，徐国强，宋亮(4-43）
3D打印石膏的工艺研究
Process Research of 3D Printing Gypsum 李天才，李哲，王敏，严生辉(4-46)
3D打印呋喃树脂黏度对渗透及砂型强度影响的研究
Research on Factors Influencing of 3D-Printed Furan Resin
Viscosity on Seep and Sand Strength ：冯正鹏，徐国强，刘国强(5-49)）
喷墨3D打印设备墨滴落点位置偏移问题研究
Research on the Offset of theDrop Point of Inkjet 3DPrinting
Equipment 马永军，杜银学，高灵宝，杜海平，周子翔， 陆江波，高蕾(6-58)
·质量管理/QualityManagement·
不锈钢铸件质量控制实践
Quality Control PracticesofStainlessSteelCasting 付雷，刘丽娟，王有(2-43)
浅谈铸件检验过程关键质量特性的识别和控制
Onthe Identificationand ControlofKeyQuality Characteristics in
Casting Inspection Process 高峰臣，田学森，张会贤(2-45)
SPC 统计过程控制在铸造过程质量管理中的应用
Application of SPC Statistical Process Control in Casting Process
Quality Management 田学森(3-53)
铸造行业质量管理实践经验探讨
Discussion on Practice Experience of Quality Management in
Foundry Industry ：张广英(4-52）
·教学研究/Teaching Research·
基于铸造实验室开放平台的应用型人才培养探索
Exploration on the Cultivation of Applied Talents Based on the
Open Platform of Foundry Laboratory 郝亮亮(3-58)
促进创新创业的材料成型原理教学改革与实践
TeachingReform and Practice of Material Forming Principle to
Promote Innovation and Entrepreneurship .张倩倩，董桂馥，李邦忠(4-55)
铸造企业信息管理系统的探索和思考
Exploration and Thinking of Information Management System of
Foundry Enterprises 杜波，周璐，关捷，代保华,安朝阳， …徐友，刘浩,张军，马长野(5-55)
工程理论与工程实践相结合实现零距离教学
Zero-distance in Teaching Process 张守魁(6-65）
·艺术铸造/Art Casting·
山西省襄汾县陶寺遗址出土的铜齿轮·\*.胡春良(1-47)
生肖创意与消失模铸造趣味组雕实践 ：叶升平（2-49）
晋城铁壶一 —传统铁器铸造手工艺的杰出代表 ：胡春良(2-54)
阜阳西站站房文化浮雕墙的铸造与安装··李伟(2-57)
春秋青铜重器晋公盘 .…胡春良(3-62)
山西天马-曲村遗址出土的西周铅器…. .胡春良（4-58）
楚失法工艺及铸造实践赵敏,李伟,何林(5-60)
周武王时期青铜重器"义尊"和"义方彝”··胡春良(5-63）
山西交城卦山天宁寺珍贵的明代大铁碑··胡春良(6-61)
·综述/Review
铸造铝基复合材料的研究进展
Research Progress on Casting Al Matrix Composites 陈志平，陈维平，刘方方(1-42）
·行业发展/Industry Development·
《铸造技术路线图》摘录 铸造金属基复合材料 （1-49）
《铸造技术路线图》摘录 半固态铸造. (1-55）