不同热源作用下钢/铝异种金属对接接头的焊缝成形和性能分析

采用三种热源(激光-MIG复合、单MIG、单激光)实现2 mm厚的SUS304不锈钢板和6061铝合金板的对接连接,对比了不同热源下钢侧的湿润铺展情况、焊缝中心组织、钢/铝界面层化合物和接头的拉伸性能。结果表明,激光-MIG复合热源下焊缝的正背面铺展效果最好,而单激光热源下熔融金属很难铺展到钢侧。激光-MIG复合热源和单MIG热源下,焊缝中心组织为α-Al基体上分布着短棒状的Al-Si共晶体,钢/铝界面处有连续分布的锯齿状金属间化合物,界面层厚度分别约为3.6、3.3μm;单激光热源下焊缝中心组织为等轴晶上弥散分布着很多小块状的析出相,钢/铝界面层化合物呈针叶状并沿着铝焊缝生长,厚度约为5.7μm。复合热源下接头的抗拉强度最高,为226.5 MPa,达到铝合金母材的53.8%,断口有少量河流花样;单激光热源下的焊接接头的抗拉强度最低(67 MPa),断口大部分区域呈河流花样,属于典型的脆性断裂。

产教融合新模式下高职冲压模具人才培养模式实践

近几年来,冲压行业快速发展,行业专业化水平不断提高,现今冲压行业面临的最大的困难就是对人才的需求,特别是既懂工艺又掌握数字化分析模拟技术的高技术人才。因此,需要对冲压人才培养进行新的探索。以冲压方向人才的培养为案例,依托冲压件的生产过程,从教学层面和产学融合层面对高职人才培养模式进行研究和实践。基于教学课程改革和现代学徒制相结合的产教融合方式,以职业能力为导向,课程思政为引领,基于实际冲压件生产工作过程进行课程改革,同时采用“师带徒”的学徒制形式来培养人才的过程。利用企业真实工作任务,围绕冲模“设计”“制造”“装配”“检测”等工作过程系统开发课程,破解了高职课程如何来、如何排、如何教和如何学等关键问题。产教融合了行业的最新技术,汇聚了学生的专业能力、方法能力和社会能力培养于一体,破解了高职学生能力培养的难题,通过实践证明,人才培养质量得到明显提高。

时效热处理对选区激光熔化成形18Ni300摩擦磨损性能的影响

目的通过研究选区激光熔化(SLM)成形18Ni300时效热处理前后摩擦磨损性能及磨损机制,为SLM技术在模具中易磨损部位的应用提供理论支撑。方法采用扫描电镜对热处理前后试样进行微观组织观察,采用X射线衍射仪对原始粉末和试样进行物相分析,并测试试样时效热处理前后的硬度、密度和抗拉强度,采用球盘摩擦磨损试验机测试在不同载荷下时效热处理前后试样的摩擦磨损行为,采用3D轮廓仪和扫描电镜对磨损后试样和磨球表面进行观察,并对磨损区域进行能谱分析。结果时效热处理后试样“鱼鳞状”熔道组织弱化,主要为板条状马氏体组织。原始粉末及成形后试样的物相主要为马氏体,原始粉末和时效热处理后试样中含有少量残余奥氏体。时效热处理后试样硬度由37.6HRC升高到54.4HRC,密度变化不大,抗拉强度由1107 MPa升高到2031 MPa,伸长率由14.4%降低至4.5%。随着摩擦磨损试验载荷的增大,时效热处理后试样摩擦因数降低,体积磨损率增大,但均低于热处理前试样。结论当载荷为10 N时,磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷为15 N时,磨损机制过渡到氧化磨损和黏着磨损;当载荷为20 N时,主要为黏着磨损。

多火次热模锻造GH4133A合金晶粒度与组织变化

通过热模锻造技术对GH4133A合金分别进行10%和30%的三火镦粗试验,探索了晶粒度随变形火次的变化规律、变形量对变形机制的影响。结果表明:当以10%变形量锻造时,无论是在1080℃还是在1160℃锻造,晶粒都是随火次增大逐步细化的。而以30%变形量锻造时,二火即累计变形60%时晶粒细化效果最显著,三火时晶粒细化效果不及二火。1160℃时细化效果不及1080℃。GH4133A合金在热模低速条件下是以滑移→孪晶→滑移方式或孪晶→滑移→孪晶→滑移方式进行变形的,且变形温度接近锻造温度区间下部时,多火次小变形同样能细化晶粒。

SA508-3钢内部闭合性裂纹缺陷高温焊合过程分析

目的针对钢中存在闭合性内部裂纹的问题,研究闭合性裂纹缺陷的修复方法。方法采用实验及数字模拟分析方法,研究了SA508-3钢闭合性裂纹缺陷在高温小塑性变形下的焊合过程。结果 SA508-3钢在奥氏体相区的高温小塑性变形焊合是以薄膜破裂-再结晶-扩散的方式进行,在变形量为5%的情况下,实验温度为1000℃以上时,试样基本焊合,实验温度低于950℃以下时,试样未焊合。结论采用数字模拟表明,在不同温度下,焊缝区域等效应变不随温度变化而变化,而等效应力的变化与材料的峰值应力相关。

FGH4096合金“项链”组织研究

利用SEM、EDAX和TEM分析研究了FGH4096粉末高温合金的"项链"组织,并对该组织的拉伸性能和细晶化作用进行探索。结果表明:在热模变形后对FGH4096合金进行标准热处理和直接时效热处理均能够得到"项链"组织,其中等轴细晶(约4μm)均匀镶嵌在非等轴粗晶(约10μm)周围,该组织具有好的力学性能;经过多方向锻造变形和标准热处理后,"项链"组织中的非等轴粗晶已被完全细化,晶粒度级别由ASTM5～6细化至ASTM12以上,表明"项链"组织能够为细晶组织提供细晶储备。

IN718合金近等温锻造研究

对IN718合金进行近等温锻造实验。结果表明:近等温锻造IN718合金微观组织和拉伸性能对温度场敏感,对变形量和应变速率不敏感,有利于IN718合金近等温加工成形。当成形温度较低时(980℃),晶粒细小,间隙相以短棒状析出,分散程度高,塑性性能高,但是屈服强度低;当成形温度较高时(1060℃),晶粒粗大,仅在晶界处有间隙相以针状析出,塑性性能较低,但是屈服强度好转;在1020℃近等温锻造IN718合金,晶粒细小,短棒状间隙相在晶内析出、针状间隙相在晶界处析出,拉伸性能优越,针状间隙相对屈服强度贡献显著。

热模锻工艺对FGH4096合金晶粒度的影响

通过热模(模具温度900℃)锻造方法对FGH4096粉末高温合金进行不同应变速率、不同温度及不同变形量影响晶粒度规律的研究发现,锻前经退火的FGH4096合金的平均晶粒直径随变形的增大而减小,随变形温度提高而有所增大,随初始应变速率的提高而减小,但当变形量达到40%,初始应变速率大小的影响不显著。低应变速率变形时,发生变形的晶粒不断转移,因而再结晶是逐步完成的,先再结晶晶粒可长大,造成细化效果的下降;而高应变速率变形时,晶粒几乎同时变形,再结晶同时发生的概率增大,细化效果显著。

基于Z参数的TC18钛合金热变形本构方程建立

Zener-Hollomon参数将金属材料本构方程中变量简化为应力、应变和Z参数,极大简化了材料本构方程的数学模型。结果表明,采用等温恒应变速率热压缩实验得到了TC18钛合金流变应力曲线,应用非线性拟合方法计算得到了基于Z参数的峰值应力σ_p以及峰值应变ε_p函数模型,应用多元非线性拟合方法计算了基于Z参数、峰值应力σ_p以及峰值应变ε_p的TC18钛合金本构模型。

5CrNiMo锻模断裂原因分析

针对5CrNiMo大型锻模横向断裂开展失效分析。结果表明,断裂的主要原因是回火温度低及回火时间短最终造成淬火热应力未充分消除所致。

大型筒体锻件轧制技术研究进展

通过分析大型筒体轧制技术的成形特点、设备结构、工艺流程,对大型筒体轧制技术的现状和发展方向进行了阐述。

GH4133A合金多火次锻造工艺研究

对GH4133A合金进行了多火次热模锻造实验,探索了不同锻造温度和变形量在不同火次变形后的晶粒度、室温拉伸和700℃拉伸性能。结果表明:当在1080℃以10%进行多火次锻造时,GH4133A合金晶粒度以及室温拉伸性能随着锻造火次增加而提高,700℃拉伸强度接近;当多火次变形量为30%时,晶粒度、室温拉伸和700℃拉伸强度均是二火次成形最高。以1160℃进行多火次热模锻造后合金的700℃拉伸性能优于以1080℃锻造时。上述实验结果与晶粒度、拉伸变形时晶粒变形方式、每种变形方式下晶粒的参与量和每种变形方式的持续时间有关。

大型铝合金模锻件残余应力控制

残余应力直接影响大型铝合金模锻件尺寸稳定性、使用安全性、疲劳强度等参数,是大型铝合金模锻件精密成形的主要瓶颈之一。本文根据大型铝合金模锻件成形特点,从残余应力对零件的主要影响、产生原因、测量及评价方法、消减方法等方面对大型铝合金模锻件残余应力控制技术发展进行了分析总结。

GH4169合金近等温锻造

对GH4169合金进行近等温锻造试验,结果表明:近等温锻造GH4169合金微观组织和拉伸性能对温度场敏感高,对变形量和应变速率不敏感,有利于GH4169合金近等温加工成形。

天然气管道失效分析

对漏气天然气管道进行化学成分分析、力学性能检测、金相分析,并对漏点处的宏、微观腐蚀形貌及腐蚀产物成分进行了分析。结果表明:失效钢管内壁漏点处发生了严重的腐蚀,失效形式主要为点蚀穿孔,这是介质环境中的氯离子和微生物共同作用的结果。

激光选区熔化成形18Ni300工艺参数优化及组织性能分析

目的研究工艺参数对18Ni300马氏体时效钢激光选区熔化成形质量的影响。方法采用正交试验方法研究激光功率和扫描速度对18Ni300相对致密度、硬度的影响,得到铺层层厚0.03 mm、扫描间距0.1 mm时为18Ni300最佳工艺参数,并对最佳工艺参数成形的试样进行组织及力学性能表征。结果激光功率为230 W、扫描速度为1100 mm/s时,试样硬度为44.7HRC,相对致密度为99.98%,相对最优;材料鱼鳞状组织均匀致密,气孔较少,部分柱状晶沿熔池边界呈外延生长,熔池边界细小晶粒取向基本随机,熔池内部分粗大柱状晶有一定的择优性。结论最优参数情况下SLM成形的18Ni300主要由体积分数为99.8%的马氏体和0.2%的残余奥氏体组成;试样的力学性能有明显的各向异性,拉伸断口有明显的颈缩,断裂形式为韧性断裂,纤维区可以看到明显的等轴大韧窝、孔洞,并伴有明显的撕裂特征。

Q345D钢坯裂纹缺陷分析

对某公司出厂的圆形钢坯进行超声波探伤时发现裂纹缺陷,通过X射线探伤分析、化学成分分析、微观断口形貌观察、低倍组织分析、金相组织及夹杂分析,对该钢坯进行了裂纹缺陷分析。结果表明,脆性夹杂是钢坯形成微裂纹的主要原因,另外,基体组织中的珠光体偏析条带为这种脆性微裂纹的产生提供了有利条件。

20CrMnTiH热变形行为及加工图

采用热模拟压缩实验获得20CrMnTiH材料温度范围为973~1173K和应变速率为0.01s-1~10s-1情况下的真应力-应变曲线,并绘制出材料热加工图。通过不同应变下20CrMnTiH材料加工图叠加,得到材料最佳变形工艺参数区间和材料失稳工艺参数区间。

ZGM2合金高温力学性能及显微组织研究

研究了不同状态下镍基ZGM2高温合金的力学性能和组织结构。结果表明,ZGM2合金在800℃以下具有较好的强度、塑性及较长的持久寿命,在750℃、295MPa应力下,持久寿命长达680h。热处理过的ZGM2合金,由于扩散造成枝晶缠结松脱以及长大造成枝干与二次枝晶平行排列,因而导致高温塑性下降。

2A14铝合金筒体锻件成形工艺分析

在2A14铝合金筒体锻件试制过程中,采用十字镦拔加马架扩孔和芯轴拔长的开坯工艺方案,在立式碾环机上进行碾环生产,生产出了满足力学性能要求的锻件。