曲轴箱体模具温度场循环模拟与热平衡分析

在金属型铸造中,开模后金属型的冷却工艺往往需要根据大量的试制来确定,从而增加了生产成本。为了解决这一问题,提出利用数值模拟的方法代替试制。针对金属型低压铸造的汽车用曲轴箱体铸件,利用商业化数值模拟软件ProCAST中的循环浇注功能,对其循环铸造过程进行了数值模拟。通过对比不同的模具冷却条件下,铸件及模具的平衡温度场,确定了最佳的模具冷却方案。并与实际生产结果进行了对比。结果表明,利用该方法确定模具冷却工艺,可以为铸件的实际生产提供科学的理论指导。

减压速度对真空吸铸A356合金充填行为和氧化膜卷入过程的影响（英文）

研究减压速度对真空吸铸A356合金充填行为和氧化膜卷入过程的影响。利用粒子图像测速仪通过水模拟方法观察充填行为,并获得速度场的变化规律。结果表明,介质流入型腔后,充型速度首先快速增加,随后随着减压速度的不同,充型速度的变化表现出3种不同情况:减压速度较大时,充型速度继续增加;减压速度合理时,充型速度保持不变;减压速度较低时,充型速度先降低后保持不变。充型速度越大,射流越严重,介质在重力作用下回落至液面时的速度越大,这是导致真空吸铸过程中氧化膜卷入的主要原因。推导了减压速度的设计原则,据此浇注了A356合金铸件。测试了其四点弯曲强度,并利用韦伯统计评价了铸件的可靠性,证明了减压速度设计原则的准确性。

镁合金砂型铸造阻燃技术研究进展

从熔炼过程和铸造充型凝固过程两个方面介绍了镁合金阻燃技术的研究现状。简要阐述了熔剂保护技术、气体保护技术以及合金化阻燃的阻燃机理和常见工艺。分析了铸造充型凝固过程阻燃与熔炼过程阻燃的差别与联系,并指出了现有工艺在航天树脂砂型镁合金铸造阻燃方面的局限性。最后分析指出了航天树脂砂镁合金铸造阻燃技术的研究思路和方向。

应力对316L在液态铅铋共晶合金中腐蚀行为的影响

目的研究应力对316L在高温液态铅铋合金(LBE)中腐蚀行为的影响。方法将316L制成C型环试样,加载应力后将其置于500℃的LBE中腐蚀2500 h,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析腐蚀程度。结果在应力作用下,316L在LBE中的腐蚀机制仍然为氧化腐蚀,且形成的氧化层结构和成分与无应力状态下的一致;材料表面氧化层总厚度显著增加,且内/外氧化层之间更容易产生裂纹,随腐蚀时间的延长,外氧化层有剥落的趋势。施加应力后,试样的氧化速率系数从0.1901μm/h增大至0.2781μm/h,其中内氧化层生长速率增加得更显著。EBSD分析表明,施加应力后,316L组织未发生改变,晶界附近的腐蚀加剧。结论在应力作用下,基体晶界缺陷密度增加,元素在晶界处的扩散速率增大,内氧化层的生长速度加快,腐蚀速度增加。

316L表面制备Ni-Al系金属间化合物层的耐铅铋腐蚀性能

利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面熔覆一层Ni60合金粉末,采用热喷涂技术在Ni60合金涂层表面制备纯Al涂层,再通过620℃×5 h高温扩散试验,使Ni60合金涂层和纯Al涂层中间生成Ni-Al金属间化合物。最后把制备有Ni60合金和Ni-Al金属间化合物涂层试样置于液态铅铋合金中进行400℃×500 h腐蚀试验。采用SEM,XRD对金属间化合物涂层腐蚀前后的表面、截面的形貌、物相组成及元素分布进行测试,分析Ni60合金涂层和金属间化合物涂层在400℃液态铅铋合金中的腐蚀情况。试验结果表明,经过高温扩散试验,试样表面生成了一层由Ni_(3)Al,NiAl等组成的Ni-Al系金属间化合物;经过400℃液态铅铋合金腐蚀试验,Ni60合金涂层表面腐蚀较为严重,表面大量金属元素被氧化、溶解,在试样表面形成了不连续金属氧化物和腐蚀坑;Ni-Al金属间化合物涂层被氧化成为稳定的金属氧化物涂层,可以有效阻止Pb,Bi,O等元素渗透进入基体,提高316L的耐液态铅铋腐蚀性能。

激光功率对AZ31B镁合金与DP780镀锌钢激光热传导搭接焊接头微观组织与力学性能的影响

采用离焦激光束对AZ31B镁合金和DP780镀锌钢进行了激光热传导搭接焊(LHCLW)。研究了激光功率对接头组织和力学性能的影响,通过检测接头的拉伸剪切强度和显微硬度、观察分析微观组织等方法来评价接头的优劣,并且分析了镁/钢界面各种物相的形成机理。结果表明,镀锌层通过改善熔融镁合金在钢界面上的扩散能力并与Mg发生反应,促进镁合金与钢的冶金结合,从而提高接头的强度。观察发现在接头界面处形成了连续致密的层状共晶组织(α-Mg+MgZn),焊缝边缘处和热影响区(HAZ)形成了MgZn_(2)和MgZn相,而无镀层钢与镁合金之间没有发生冶金反应。当功率为2.5 kW时,接头的拉伸剪切强度能够达到最大值,约为42.9 N/mm。然而,在2.6 kW时由于共晶反应层中产生了微裂纹而导致接头强度略有降低。

AC4B铝合金与H13金属型的传热系数计算

界面传热系数是铸造过程数值模拟的重要边界条件之一,但是其取值较难确定,而一般的计算方法又比较繁琐。为了解决这个问题,利用数值模拟软件求解界面传热系数。通过实测铸件凝固温度曲线,利用ProCAST中的反算模块计算得到了AC4B铝合金与H13金属型之间的界面传热系数。结果表明,界面传热系数应当设为温度的函数,且利用商业软件计算的结果能够满足工程需要。

激光熔覆35.8%Fe-20%Ti-20%Al-24%Cr-0.2%Y_(2)O_(3)涂层组织与性能研究

采用激光熔覆工艺在304不锈钢板表面制备质量分数35.8%Fe-20%Ti-20%Al-24%Cr-0.2%Y_(2)O_(3)的合金涂层,并对涂层的组织、元素分布和力学性能等进行了表征。结果表明:激光功率2200 W、扫描速率5 mm/s、搭接率50%条件下,获得的一次成型涂层,其组织均匀致密,无裂纹、气孔等缺陷;涂层与基体间为冶金结合,稀释率为7.31%;涂层相组成为(Fe,Cr)Al、Y_(2)TiO_(7)和TiO_(2),晶粒平均尺寸为6.7μm;涂层具有较高的硬度和良好的高温耐磨性能,硬度达到550 HV(基体为210 HV),400℃条件下磨损试验质量损失率仅为304不锈钢的3.67%。