6061-T6铝合金DP-MIG焊轧复合成形接头组织与力学性能

为解决6061-T6铝合金焊后热影响区软化导致力学性能下降的问题,基于焊接接头余高大变形强化过时效软化区的思想,采用双轧辊系统对6061-T6薄板铝合金直流双脉冲熔化极气体保护焊(DC double pulse metal inert gas welding,DP-MIG焊)接头进行同步双面轧制,并分析了焊轧复合成形接头组织与力学性能.结果表明,焊缝晶粒受到竖直方向的轧制力发生大塑性变形,内部气孔消失,焊缝区域变宽,邻近焊缝的热影响区受到来自焊缝的挤压力发生协同宏观变形,远离焊缝的过时效软化区组织受到来自焊缝处的压应力,从沿垂直焊缝方向产生部分协同形变强化;接头的硬度明显提升,过时效软化区的硬度由60~70 HV提升至80~90 HV,过时效软化区的拉伸性能也有所提升,当焊接速度为800 mm/min时,抗拉强度最佳可达到母材的83.6%,相较于焊接接头提升19.4%,进而实现了对过时效软化区的强化效果.

选区激光熔化复合成形钢铜异质结构界面微观组织与力学性能

机加工与选区激光熔化(SLM)复合成形可实现零件高效率、低成本、异种材料成形。研究在高强度机加工钢基板上SLM成形高热导率铜合金,将SLM技术与传统机加工技术相结合,复合成形复杂双金属结构。利用SLM技术在机加工316L基体材料上成形CuSn10合金,阐明了复合工艺下成形的钢铜异质结构其界面处的微观组织与力学性能。采用金相显微镜、扫描电镜以及能谱检测对界面处的微观组织及元素分布进行观察分析;通过拉伸试验以及显微硬度的测量对复合成形钢铜异质结构的力学性能进行分析。分析结果表明:钢和铜相互扩散渗透,在界面处熔合区形成钢和铜相互包围的冶金结合区域,在靠近316L基体侧结合区发现显微裂纹,并且向316L基体延伸;结合区域抗拉强度达到361.65±5.45 MPa,延伸率为3.9%±0.1%,界面处显微硬度由316L基体区域的244.9 HV逐渐降低到CuSn10区域的155.1 HV。实验结果表明,机加工与SLM技术相结合复合成形钢铜异质结构具有良好的界面结合以及力学性能。

基于铸辗复合成形的42CrMo钢环坯铸造工艺与试验研究

针对目前环形零件生产工艺流程长,加热次数多,浪费材料和能源等问题,提出和研究环形零件短流程铸辗复合成形新工艺。该工艺采用铸造环坯直接辗扩成形,具有节能、节材和缩短工艺流程等优点。在这种新工艺中,环坯的铸造质量、组织和力学性能对后续的辗扩工艺和环形零件组织、性能具有重要的影响。以轴承环件常用的42CrMo钢为研究对象,通过理论分析和模拟研究,提出高质量环形铸坯铸造工艺;并进行实际工业试验。通过试验研究和性能测试,表明该铸造工艺生产的环形铸坯具有良好的质量、组织和力学性能,可以为轴承环件铸辗复合成形提供高质量的铸坯。

锻压力对铸锻复合成形6061铝合金组织性能的影响

研究了在不同锻压力下6061铝合金的显微组织与力学性能。结果表明:铸锻复合成形过程未施加锻压力时相当于压力铸造过程,显微组织中枝晶比较发达,晶粒粗大,宏观组织中有明显的凝固收缩产生的裂纹;施加锻压力后能够显著改善合金的组织,铸造缺陷减少,晶粒得到较大细化;随着锻压力的增大,铸锻态和T6热处理态合金的抗拉强度皆先增大后趋于平缓减小,当锻压力为90 MPa时,铸锻态达到最大224 MPa,T6热处理后,合金的抗拉强度显著提高,达到最高358 MPa;铸锻态和T6热处理态的伸长率皆在60 MPa时达到最大。

AZ61镁合金挤锻复合成形组织与力学性能

采用铸坯挤压制备具有最终试样二维几何特征的AZ61镁合金预成形坯材,经过一次纵向模压制备了近终成形的拉伸试样,对试样进行了组织和拉伸性能检测。实验结果表明：在挤锻复合成形工艺过程中,材料组织经过变形与再结晶,晶粒尺寸从铸态的121μm细化为挤压态的8-15μm,锻压后进一步细化到2-5μm。经历了挤锻复合成形后,材料的室温抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别达到315.2MPa2、27.4MPa和20.5%,比铸态分别提高了42.4%、76%和71%;拉伸失效断口也从铸态的准解理断裂过渡为模压后以韧性断裂为主的特征。

切削-挤压复合成形技术

提出了一种新的翅片管无屑切削挤压复合成形方法。对成形原理及切削、挤压翻转、弯曲成形3个阶段的特点进行了研究,建立了翅片几何尺寸的理论计算公式,分析了适合这种加工的刀具结构特点,给出了刀具的设计原则,通过实验获得了主偏角、切削深度、进给量等工艺参数对翅片几何尺寸的影响规律。理论和实验研究表明:在紫铜材料的成形中,切削深度小于2mm、进给量0.5～3mm、刀具主偏角20°～50°范围内,可以稳定地形成翅高1.5～3.0mm、翅厚0.3～1.8mm的翅片。因此,合理地选择刀具结构及切削用量参数是获得理想翅片形状和尺寸的关键因素。

胀-压复合成形汽车桥壳预成形管坯的设计及成形试验

根据胀-压复合成形汽车桥壳新工艺,提出了预成形管坯的设计方法,将其桥包部分截面周长与制件对应部位截面周长的比值定义为截面系数;针对某小型汽车桥壳样件,使用分析软件ANSYS对不同截面系数下的预成形管坯进行了成形的有限元模拟,并根据测定样件的桥包部分过渡圆角的大小,确定了截面系数的取值范围。基于提出的设计方法制定的胀-压复合成形工艺,在普通液压机上成功试制出桥壳样件,实际测量了其外形尺寸,证实了提出的预成形管坯设计方法可行。

基于铸辗复合成形的铸态42CrMo钢热物理性能参数的研究

铸辗复合成形工艺是生产环形零件的先进成形技术,具有高效短流程、节能节材和减少排放等显著优点。对铸态环坯材料在成形工艺条件下的组织演变机理和变形热力学条件进行深入的研究,对于实现材料在这种短流程中的组织改善和成形成性一体化调控,具有重要意义。分析研究材料在热变形条件下热物理性能参数和建立准确的材料模型,是分析研究材料热成形过程组织演变和实现成形成性一体化调控的前提和关键。针对轴承套圈铸辗复合成形工艺,以42CrMo钢为研究对象,通过数值模拟和试验研究,得到热变性条件下铸态42CrMo钢的热物性参数如热导率、比热容和热扩散系数及其变化规律,分析影响这些热物性参数变化的因素,可为分析42CrMo环件铸辗复合成形工艺和实现成形过程中组织和性能的改善提供准确的数据和模型。

基于铸辗复合成形的25Mn钢法兰热处理工艺的试验研究

以铸辗复合成形的25Mn钢法兰为研究对象,研究热处理工艺参数对25Mn钢法兰微观组织及力学性能的影响;通过扫描电镜观察分析,揭示25Mn钢法兰件经不同回火温度处理后拉伸与冲击断口的断裂机理。试验结果表明,辗扩后法兰件内存在残余应力,组织不均匀,拉伸与冲击断裂形式主要为准解理和脆性断裂。在220~660℃回火时,晶粒得到细化,组织均匀;低温回火后,断口形貌为河流状花样和撕裂棱,韧窝少而浅,断裂形式为剪切和解理断裂;且随着回火温度的升高,强度总体呈下降趋势;经620℃回火析出细粒状碳化物,塑性达到峰值,伸长率和断面收缩率分别约为29%和65.32%,此时韧窝密度大,深度变深,冲击吸收能量最大（约103 J）,塑韧性最好。回火温度大于620℃,碳化物发生球化,塑韧性降低。为获得优良的综合力学性能,制定25Mn钢法兰的最佳热处理工艺为880℃淬火保温2 h,在10%NaCl水溶液中冷却后620℃回火10 h。

挤锻复合成形工艺对AZ81镁合金组织和性能的影响

阐述了一种挤锻复合成形工艺。对AZ81镁合金半连续铸坯固溶处理后挤压,并在400℃下以60%的锻压比锻压,研究了其组织和性能变化。结果表明,挤压态AZ81镁合金具有较细的晶粒组织,第二相Mg17Al12被破碎,以弥散状沿晶界分布,个别呈流线形。其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别较铸态提高了69.9%、63.2%和164.6%;锻压后,晶粒更加细化均匀,脆性相Mg17Al12被再次粉碎,部分融入晶粒内部;其各项力学性能得到较大提高,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到229MPa、337MPa和15.5%,较挤压态又分别提高了9.6%、8.7%和22.3%;晶粒细化和第二相Mg17Al12分布对AZ81镁合金的性能有着重要影响;从拉伸断口金相SEM上可以看出,铸态AZ81镁合金经挤压和锻压后,断裂单元变小,断口上的韧性部分增多。

金属材料铸锻复合成形技术的研究进展

铸造可以成形形状复杂的零件,但铸件的力学性能普遍较低;锻造可以成形力学性能较高的零件,但锻件的形状复杂度受到很大的限制。铸锻复合成形技术将铸造和锻造相结合,取长补短,可成形高性能复杂形状零部件。介绍了几种典型铸锻复合成形工艺,包括铸锻联合工艺、双重挤压铸造、铸挤锻复合工艺、压铸锻造双控技术、铸锻一体化成形技术等。重点介绍了铸锻一体化成形技术的研究进展,并对铸锻复合成形技术的前景进行了展望。

护环扩挤复合成形新工艺的模拟研究

针对护环锻造成形中存在的问题，提出了一种扩挤复合成形新工艺。运用刚塑性有限元数值模拟与物理模拟相结合的方法，分析研究了环坯复合成形过程的变形规律，对模具几何结构参数和扩孔与挤压变形的匹配关系进行了优化，有限元模拟与试验结果一致。研究表明，该新工艺具有轴对称变形均匀、剪切变形量大及压缩与剪切复合变形等特点，能够改善现用成形工艺，因而可以在生产中应用。

拉延-翻孔复合成形规律及其控制

从变形力学方面对轴对称带孔板坯的拉延翻孔复合成形规律进行了较深入的理论分析 ;为在拉延翻孔复合成形过程中 ,如何采取必要的工艺措施 ,对成形过程实行有效控制 ,提供了理论依据。

铸锻复合成形后AZ91镁合金的组织和力学性能

通过铸锻(压铸和模锻)复合成形方式制备了AZ91镁合金汽车转向控制臂,对控制臂主要受力部位的显微组织和力学性能进行了研究,并对拉伸断口进行了分析。结果表明:铸锻复合成形后,AZ91镁合金转向控制臂不同区域的变形量不同,变形量大的区域呈明显的流线特征,并发生动态再结晶,为细小的等轴晶;与压铸态相比,铸锻复合成形后合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及硬度分别为251.3MPa、156.9MPa、4.12%和125HV;断裂机制由脆性断裂变为韧脆混合断裂。

AZ61镁合金挤锻复合成形技术研究

采用镁合金挤锻复合成形的试验方法,研究了AZ61镁合金微观组织演化与塑性变形机制之间的规律。结果表明,挤压和等温模锻后镁合金均发生了动态再结晶,生成了细小均匀的等轴晶粒,经T5热处理后其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别可达249MPa、305MPa、15.4%。在此基础上进一步对镁合金的塑性变形机制进行了探讨。

弹壳类零件冷挤压复合成形工艺研究

弹壳类零件具有壁薄、底厚的结构特点 ,为了提高其组织致密度和机械性能 ,宜采用冷挤压工艺生产该类零件。本文分析比较了这类零件成形的几种工艺方案 ,指出复合冷挤压工艺具有工序少、制件尺寸精度高、壁厚均匀、模具结构简单、造价低的优点 ,是弹壳类零件较好的一种成形方法。采用 2D体积成形分析软件MAFAP模拟了其复合冷挤压过程 ,通过批量试生产及金相分析 ,制件未产生缺陷 ,表明弹壳类零件的复合冷挤压工艺是合理可靠的。

汽车轮胎螺母挤镦复合成形过程中冲头受力的有限元分析

针对汽车轮胎螺母挤镦复合成形新工艺, 采用有限元法分析了汽车轮胎螺母成形过程冲头应力分布,

轴对称带孔板坯拉深-翻孔复合成形的仿真与实验

随着带孔板坯外径和预冲孔径的不同,筒形件的成形方式和变形性质也将有所不同,可能出现简单拉深、拉深-翻孔、翻孔-拉深、简单翻孔等多种复杂情况。为进一步了解坯料形状、尺寸与成形方式之间的关系,掌握其变化规律,实现对复合成形工艺的有效控制,以变形力学为基础对带孔板坯拉深-翻孔复合成形进行理论分析和实验,并采用DYNAFORM软件对不同孔径板料的成形过程进行仿真模拟。结果表明,仿真分析与工艺实验结果吻合。

功能表面切削-挤压复合成形方法的研究

提出一种切削－挤压成形法加工功能表面的复合成形工艺。该技术把切削和挤压加工方法有效地结合起来，使传统加工中的切屑变成功能表面的一部分。结合热交换器翅片结构，对成形机理进行了研究，给出了翅片结构参数的计算公式，并对影响成形过程和结构参数的因素进行了分析。通过实验获得了与理论分析相一致的结论，证明该方法是功能表面加工的一种有效的方法。

铜铝双金属管连续衬拉复合成形的研究

采用连续衬拉复合工艺线路对铜铝双金属管成形规律进行研究 ,全面探讨了变形量和后序的热处理工艺对界面强度的影响 ,以及在成形过程中组元金属的变形规律。界面强度受变形量及热处理工艺影响较大 ,且组元金属存在不均匀变形规律 ,这为合理制订铜铝双金属管拉伸复合工艺提供了依据。