GH4169G高温合金车削切削力与切削温度有限元仿真研究

为研究GH4169G高温合金车削用量及刀具几何特性对切削力和切削温度的影响规律,基于ABAQUS有限元仿真软件,通过依次改变切削深度、切削速度和刀具几何角度,获得不同参数组合下切削力和切削温度的变化规律,进一步揭示车削参数和刀具几何角度对GH4169G高温合金切削过程中热—力耦合作用的影响机理,从而对切削工艺参数和刀具特性进行优选。

氧化铁对SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-CaO-Na_(2)O-B_(2)O_(3)釉系统的显微结构和釉面呈色影响

在SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-CaO-Na_(2)O-B_(2)O_(3)多元釉系统中以氧化铁作为变量,研究不同氧化铁添加量对于硼硅酸盐系统的釉层显微结构、釉色等的影响。结果表明:氧化铁的加入使得釉层结构改变,进而形成了釉面颜色变化。在没有氧化铁加入时,硼硅酸盐釉系统形成分相,产生200 nm左右的富B球形液滴和富Si连续相,在米氏散射作用下釉面呈现乳浊白色;少量氧化铁的加入导致釉熔体分相结构改变,富B相球形液滴尺寸减小,入射光在釉层被散射,在离子着色的作用下釉面呈现棕黄色;随着氧化铁的增加,球形液滴的尺寸继续减小,铁离子浓度在釉层不断聚集增大,入射光在釉层被大量的消耗,最终使得釉面呈黑色;当氧化铁添加量过多时,大量六边形赤铁矿α-Fe_(2)O_(3)晶体从釉层析出且呈不规则取向排列,形成“金星闪耀”的釉面效果。

服役温度影响的DD6单晶高温合金磨削/喷丸加工表面完整性演化规律研究

DD6单晶高温合金因具备优异的耐高温性和抗蠕变性,是航空发动机涡轮叶片的重要材料。喷丸是高温合金表面强化的重要工艺,可有效去除加工刀痕,提高材料表层组织硬度,改善材料疲劳性能。为改善DD6磨削、喷丸强化后的表面完整性状态,提高工件服役性能,通过温度载荷影响实验研究,探究服役温度对DD6磨削、喷丸表面状态的影响规律。研究发现随温度升高,因表面材料产生重熔现象,导致表面形貌一致性下降,表面粗糙度增大,表层微观组织再结晶层变厚,其中表面形貌和微观组织变化受温度影响较为显著,且在喷丸强化后更为明显。采用SEM分析和EDS分析的方法对不同温度下的表面形貌和微观组织进行分析,确定影响表面形貌和粗糙度的因素主要为表面氧化现象和表层组织再结晶现象。通过分析发现表面氧化会造成表面元素流失,而表层微观组织再结晶会产生再结晶晶界,导致表层材料改性。故在加工时应考虑温度对材料表面完整性的影响合理控制磨削、喷丸工艺参数,降低微观组织损伤。研究成果为镍基单晶高温合金抗疲劳制造提供了理论依据。

釉熔体中Fe_(2)O_(3)的析晶过程及釉面呈色

在Na_(2)O-MgO-CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-P_(2)O_(5)的多元釉系统中,通过研究不同氧化铁含量釉熔体的显微结构及析晶行为规律,揭示了釉面不同呈色的机理。结果表明:磷酸钙促进了釉系统中的分相作用,进而对釉面呈色起到重要作用;当氧化铁浓度较小时,Fe^(3+)以离子形式存在,这时Fe^(3+)以化学发色为主导致釉面呈现墨绿色;随着氧化铁的增加,釉层分相作用加强其相界面增大,入射光在大量的相界面间经过多次的散射和消耗被吸收,最终形成釉面的黑色效果;过量的氧化铁会从釉层硅酸盐网络体系中析出,形成α-Fe_(2)O_(3)纳米晶体导致釉面呈现出红色;釉层的α-Fe_(2)O_(3)纳米晶体继续长大形成针状阵列排布结构,进而对入射光进行相干散射形成釉面的银灰色效果。随着氧化铁用量的变化,化学发色和结构发色的共同作用形成釉面的不同呈色效果。

基于非晶光子晶体结构的釉面可见光反射增强机理

分析了釉熔体中非晶光子晶体结构的形成过程及该结构对釉面的可见光反射增强机理。在多组分釉系统中,通过石灰石用量变化以调节形成合适的非晶光子晶体结构。结果表明:引入适量石灰石可以促进釉熔体的有效分相,形成富含Si相和富含阳离子相,强极性阳离子Ti、Zn、Ca、Mg等富集在两相界面以形成特殊核壳颗粒,其短程有序排列于釉层中形成蛋白石型非晶光子晶体结构,而在坯釉界面处形成反蛋白石型非晶光子晶体结构,在这两种结构的作用下,釉面可见光反射率得到明显提高。