基于摩擦和温度修正的Ti-6Al-4V钛合金热变形本构模型建立

Ti-6Al-4V是民航客机应用最广泛的中高强度钛合金,在锻造领域,数值模拟准确性依赖于高准确度的材料模型.本工作基于热压缩模拟方法,在不同变形温度(750、800、850、900和950℃)和应变速率(0.001、0.01、0.1、1和5 s^(-1))下,针对变形量为60%的Ti-6Al-4V合金,考虑鼓度因素影响,对真实应力-真实应变曲线进行了摩擦和温度修正,并进一步构建了该工况条件下的本构模型.对比实验结果,修正后的流变应力值低于实际测量值,且随着应变量和应变速率的提高、变形温度的降低,二者之间的差值也逐渐增大.本工作分别建立了Ti-6Al-4V双曲正弦式以及用Z参数表达的材料本构模型.真实应力应变曲线的摩擦和温度修正对提高材料模型的准确性具有指导意义,同时对提高数值模拟精度具有参考价值.

钛基复合材料及其制备技术研究进展

综述了钛基复合材料及其制备技术,重点介绍了纤维增强钛基复合材料(FTMCs)和颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)的制备技术,分析了各种制备技术的优缺点。研究表明:纤维涂层法具有纤维分布均匀,纤维与界面反应小,复合材料性能优异等优点,是一种很有前景的 FTMCs 的制备技术。原位合成工艺制备的 PTMCs 避免了界面反应,界面清洁、结合强度高,可以明显提高 PTMCs 的力学性能。

0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢在变形温度为900-1150℃、应变速率为0.01-10s-1条件下的热变形行为。采用双曲正弦模型确定了该材料的热变形参数随应变量的变化规律,建立了相应的热变形本构方程。根据动态材料模型建立并分析了其热加工图,同时观察了变形组织。结果表明：在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,变形条件对材料的组织结构有较大影响。材料热变形参数与应变量之间可采用四次函数关系式表示,并且具有很好的相关性,获得了该材料的最佳热变形工艺参数范围为：变形温度980-1150℃,应变速率0.01-0.2s-1。

固溶处理对ZK60合金组织及性能的影响

对铸态及固溶处理后的ZK 60镁合金的组织、拉伸和锻造性能进行了研究,铸态ZK 60镁合金中β相成连续网状分布,力学性能和变形极限较低,经390℃×16h固溶处理后,β相部分或全部溶入基体中,呈不连续点状分布,抗拉强度和屈服强度较铸态提高14%和28%,伸长率(13%)较铸态提高70%。固溶处理后锻造开裂极限达到85%,较铸态提高20%～25%。结果表明,β相的减少使应力集中和裂纹扩展的可能性减小,有效避免了裂纹的产生和传播,明显提高了ZK 60合金的力学性能和加工性能。

超高强7090/SiC_P复合材料的组织和性能

对喷射共沉积7090／SiC_P复合材料坯经过挤压及不同热处理后棒材的微观组织和力学性能进行了研究,对其热处理工艺进行了确定。结果表明：复合材料坯经挤压后组织细小均匀,SiC颗粒均匀分布；采用470℃x 1h+490℃×1h的双级固溶处理及120℃×28h时效后,挤压棒材的抗拉强度可达785MPa,弹性模量超过100GPa；双级固溶+时效复合材料的力学性能明显优于单级固溶+时效态的力学性能；复合材料的断裂主要是由SiC颗粒断裂和界面脱粘引起。

轧制加工对7075/SiCp复合材料组织性能的影响

对喷射共沉积7075/SiCp复合材料坯经过挤压和轧制后的板材微观组织和力学性能进行了测试和分析。经过挤压和轧制后,SiC颗粒的分布沿金属塑性流动方向有明显的取向变化,在轧制过程中SiC颗粒的破碎明显。复合材料轧制板材峰时效的强度和延伸率与挤压板材峰时效状态相比有一定程度的提高。分析表明,7075/SiCp复合材料挤压板材拉伸断裂主要是由SiC颗粒的拔出和断裂引起的,而复合材料轧制板材的断裂主要是由SiC颗粒的拔出和基体断裂所引起。

循环压制对喷射沉积7075/SiCp致密化的影响

采用循环压制工艺对多层喷射沉积大尺寸7075/SiCp复合材料(高度H>140mm)进行了致密化加工.研究了循环压制工艺对复合材料沉积坯和挤压坯密度及显微组织的影响规律,测试了复合材料的力学性能.结果表明,循环压制过程中在大的静水压力和剪切应力的共同作用下,复合材料中大部分孔洞逐渐被拉长闭合,致密化效果良好.沉积坯多次循环压制后,SiC颗粒取向平行于基体金属流动方向.挤压坯二道次压制后SiC颗粒破碎明显,分布得到改善,强度可以达到600 MPa以上.

轧制工艺对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr铸态合金经525℃、16 h均匀化退火后,在500℃轧制成总变形量为84%的板材,轧制后在200℃进行时效处理。观察合金的微观组织变化,并测试合金的力学性能。结果表明:轧制变形明显细化了晶粒尺寸,轧制后组织中存在方块相和长条状相;轧制初期组织中存在大量孪晶,孪晶能很好地协调塑性变形,并诱发了孪生动态再结晶;随着轧制变形量的增大,孪晶数量减少,再结晶方式以晶界弓出形核为主。轧制T5态合金具有优异的高温力学性能,200、250、300和350℃时抗拉强度分别为392、381、251和112 MPa,350℃拉伸时伸长率达到107.0%。

多层喷射沉积制备大尺寸耐热铝合金管坯的研究

采用多层喷射沉积工艺制备出了尺寸为Φ6 30mm× 2 5 0mm× 80 0mm且质量较好的FVS0 812耐热铝合金管坯 ,通过挤压获得了性能优良的大直径管材 ,并对管坯和挤压后管材的力学性能和微观结构进行了检测和分析。分析结果表明 ,多层喷射沉积制坯过程中 ,熔滴在沉积面的冷却速度约 3.2× 10 4 K·s- 1～10 6 K·s- 1,熔滴凝固后在沉积坯中形成微细晶粒结构 (2 0 0nm～ 5 0 0nm)和弥散分布的纳米析出相Al12 (Fe ,V) 3Si(2 0nm～ 6 0nm) ,使得沉积坯挤压致密后具有优异的性能。

多层喷射沉积技术的研究及进展

详细阐述了多层喷射沉积技术的产生及发展现状。多层喷射沉积技术与传统喷射沉积技术相比,在制备大型预成形坯件时冷却速度更大,工艺操作更简单,坯件表面精度更高。

微合金中碳钢的热压缩变形流变行为研究

为了对冷镦钢的生产过程进行数值模拟分析,优化其生产工艺,在MMT-200热模拟机上进行热压缩变形实验,研究了微合金中碳钢热变形流变应力行为,试验温度为800～950℃,应变速率为0.01～20 s-1.结果表明:真应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大,表现出正的应变速率敏感性;材料热变形过程中伴随着铁素体动态再结晶并超量析出.获得了采用Zener-Hollomon参数来描述的微合金中碳钢的本构方程,其变形激活能为306.79 kJ/mol.

多层喷射沉积耐热铝合金管坯热流分析(Ⅰ)——雾化过程热流分析

建立了多层喷射沉积制备管坯的雾化过程热流模型,并对耐热铝合金熔滴在雾化飞行过程中与雾化气流的动能和热能交换进行了计算和分析.计算结果表明:①小直径熔滴在飞行过程中的平均冷却速度较大,其凝固可以在较短时间内完成;②不同直径熔滴飞行过程中的平均冷却速度均随飞行距离的增加而减小;③在0～0.2m的雾化距离内,直径为10～220μm的耐热铝合金熔滴平均冷却速度可以达到104K/s以上.

终轧温度及轧后冷却速率对20CrMnTi钢棒材显微组织及硬度的影响

采用MMS-200型热力模拟试验机研究了20CrMnTi钢棒材在不同终轧温度下的热变形行为,分析了不同终轧温度及轧后冷却速率对显微组织转变及力学性能的影响。结果表明:棒材终轧温度一定时,随着冷却速率增大,显微组织变细,硬度提高;在冷却速率一定时,随着终轧温度升高,显微组织变粗,硬度降低;在终轧温度为950℃、轧后冷却速率为0.2～0.3℃·s^(-1)时,可以获得细小均匀的等轴晶粒,能将退火态的硬度控制在197 HBW左右。

准晶相增强高性能镁合金的研究进展

综述了准晶相增强镁合金的制备方法,以及准晶相增强Mg-Zn-Y、Mg-Zn-Al的微观组织和性能特点,介绍了准晶相增强镁合金在国内外的研究及应用进展状况。已有的研究结果表明,镁合金中准晶相的存在对提高合金的室温和高温强度、改善合金塑性有明显作用。

国内外易切削钢的研究现状和前景

易切削钢与普通碳素钢相比,具有优良的切削性能和表面光洁度,介绍了国内外易切削钢的分类、成分控制,并介绍了国内外易切削钢的研究现状,对其研究前景进行了展望。

多层喷射沉积制备Al-Fe-V-Si合金管坯

为开发制备高性能Al Fe V Si耐热铝合金的新型工艺 ,研究了用多层喷射沉积制备该合金管坯的规律 ,探讨了熔体温度、雾化气压、喷射高度等工艺参数对管坯组织结构的影响 .研究结果表明 ,通过工艺优化可以制备性能优异的耐热铝合金管坯 .挤压加工后的性能为 :在 2 5℃ ,σb =44 9MPa ,δ =7.6 % ;在 35 0℃ ,σb =1 85MPa ,δ =6 .0 % .这与用粉末冶金方法制备的相近 ,且明显高于用传统喷射沉积工艺制备的该材料性能 .

溶胶-凝胶法合成ZrO_2-8%Y_2O_3纳米粉体相转变及晶粒生长行为研究

以醋酸为水解催化剂和螯合剂,采用溶胶-凝胶法合成ZrO2-8%Y2O3(8YSZ)粉末,利用XRD、SEM方法研究纳米8YSZ粉末热处理后的相成分、晶粒尺寸和形貌的变化,并分析纳米8YSZ粉末中的晶粒生长行为。结果表明:溶剂中添加乙醇不利于纳米8YSZ粉末四方相(t)的稳定;在400～1200℃范围内,随着热处理温度的升高晶粒尺寸逐渐增大;然而纳米8YSZ粉末的晶粒生长活化能在低温区和高温区有所不同,热处理温度低于800℃时的晶粒生长活化能(9.71kJ/mol)明显小于热处理温度高于800℃时的晶粒生长活化能(43.06kJ/mol),这有利于t-8YSZ在低温下结晶,在高温下保持四方相的稳定性。

控冷工艺对热轧盘条氧化皮耐腐蚀性的影响

为了提高热轧盘条的表面质量,采用热模拟实验研究了不同冷却温度、不同冷却速度对热轧盘条表面氧化皮性质的影响.用X射线衍射检测氧化皮的物象组成,用扫描电镜观察氧化皮的表面形貌、厚度、致密度,用加速失重腐蚀实验检测氧化皮的耐蚀性.研究结果表明:温度过高导致氧化皮厚并产生裂纹,温度过低氧化皮薄,起不到保护作用;快速冷却能形成致密氧化皮,且氧化皮中Fe2O3含量减少,Fe3O4和FeO比例增加,有利于提高氧化皮的性能,慢速冷却则氧化层厚.

7090/SiC_P轧制板材的显微组织和力学性能

利用喷射共沉积工艺制备了7090/SiCP复合材料坯,通过力学性能测试、SEM形貌分析、TEM分析等手段对热处理后的复合材料轧制板材的力学性能以及微观组织进行了研究.轧制薄板中SiC颗粒沿轧制方向均匀分布.轧制变形量的增加导致颗粒破碎的程度加剧,且形状更为规整.对复合材料轧制态薄板进行470℃/1 h+490℃/1 h双级固溶+120℃/28 h时效后强度可达到675 MPa.实验结果表明,轧制板中SiC颗粒的断裂和界面脱粘为复合材料薄板的主要断裂机制.

高性能耐热铝合金管材的制备及性能

通过多层喷射沉积方法制备了 30 0mm/ 15 0mm× 5 0 0mm(外径 /内径×长 )耐热铝合金管坯 ,并对管坯的显微结构及不同加工状态材料性能进行了检测和分析 .管坯显微结构细小均匀 ,除Al12 (Fe ,V) 3 Si外 ,无其它相析出 .管坯经过挤压后 ,密度由 85 .9%提高到 99.8% ;室温强度由 2 10MPa提高到 45 6MPa;高温强度由 111MPa提高到 181MPa .挤压管旋压后 ,室温强度略有降低 ,高温强度无差别 .旋压管径 42 5℃ ,3h退火后 ,室温强度下降约5 % ,高温强度差别不大 .实验结果表明 ,多层喷射沉积耐热铝合金管坯具有良好的加工性 ,该技术适合于制备耐热铝合金材料 .