型材热拉弯蠕变复合成形工艺技术及装备

热拉弯蠕变复合成形工艺复合了热拉弯成形和热蠕变成形两种工艺,首先将毛料加热到适合热成形的温度区间;然后通过机床夹钳对其以一定应变速率施加预拉力;之后毛料在此预拉力作用下贴合模具。毛料贴模后夹钳不动,使毛料在一定温度条件下保持外形一定时间,通过材料的蠕变特性,实现一次精确成形。该工艺可显著减小回弹,提高成形精度,降低零件的制造成本。文章介绍了型材热拉弯蠕变复合成形工艺技术的原理、工艺路径、工艺特点及国内外相关装备的研制现状,展望了该工艺技术的发展趋势。

6061铝合金复合挤压的缺陷分析

对6061铝合金坯料进行415℃保温3h+30℃/h炉冷的去应力退火,然后进行"H"形复合挤压,分析其金属流动规律及出现的缺陷。并把实际结果与DEFORM-3D模拟情况进行对比。结果表明:挤压后的试样连皮根部流线不畅,且连皮越薄,缺陷越严重,甚至出现穿流和空洞。挤压过程所需载荷可大致分为缓慢上升、加速上升和急剧上升3个阶段,挤压缺陷出现在急剧上升阶段。

静电纺丝法制备钴酸镍及其电化学性能试验研究

研究了采用静电纺丝法制备NiCo_(2)O_(4)纳米纤维前驱体,并将煅烧后的NiCo_(2)O_(4)纤维用作锂离子电池负极材料,考察了其电化学性能。结果表明:质量比2∶1的Co(NO_(3))_(2)和Ni(NO_(3))_(2)经电纺可制备出直径约400 nm的NiCo_(2)O_(4)纳米纤维前驱体;以NiCo_(2)O_(4)纤维作负极材料的锂离子电池首次放电比容量为1141 mAh/g,100次循环后放电比容量约为415 mAh/g;电池内部成分电阻仅为3.77Ω,循环性能稳定。

基于最大m值法的TC4钛合金应变诱发超塑性变形工艺

采用基于最大m值法的应变诱发超塑性工艺,研究了TC4钛合金在850～950℃和预应变量为1.2～2.0时的超塑性变形特征,以确定其最佳工艺参数。结果表明:在预应变量相同的条件下,随着温度的升高,合金的伸长率下降;超塑性变形后其内部发生了明显的动态再结晶,温度越高,晶粒越粗大;最佳的工艺参数为变形温度850℃和预应变量1.5,可获得2147%的伸长率。

基于有限元反求的热拉弯成形界面接触换热系数研究

使用热拉弯成形工艺中常用的石棉水泥板设计了一套平板模具,通过成形界面热传导试验,获得了钛合金板材与石棉水泥板模具在5~25 MPa载荷范围内进行热传导时的温度变化曲线,研究了两者间的传热规律,通过与有限元计算结果的反求对比,获得了不同载荷条件下的界面接触换热系数。研究发现：接触载荷越大,钛合金板料向模具传热越快,模具表面所能达到的最高温度越高;随着时间的推移,模具温度逐渐下降,不同载荷条件下模具的最终温度趋于一致;钛合金与石棉水泥板模具之间的界面接触换热系数随着接触载荷的增大而增大,但当载荷大于15 MPa时,两者间的微观接触状态基本趋于稳定,界面接触换热系数增大的越来越慢。

蚕室蚕具机械化消毒方法的设想

消毒防病是养好蚕的重要一环,目前,蚕室、蚕具消方式还普遍采用人工操作,工作效率低,消毒不易彻底。而且,操作人员频繁接触药物,对人体也有一定危害。虽然用消毒池浸泡蚕具,可以达到彻底消毒的目的,但由于人工操作,劳动强度大,使人感到诸多不便。为此,经过反复研讨,特提出机械化消毒池的设想。

TA15钛合金喷丸强化

为研究喷丸工艺对钛合金材料的强化效果,对TA15钛合金进行喷丸强化实验,并分别在手持式粗糙度仪和液压伺服疲劳试验机上测试了材料强化后的疲劳寿命及表面粗糙度。研究发现,喷丸强化能提高TA15钛合金的疲劳寿命,在弹丸S280、喷丸强度0.15mmA～0.2mmA条件下,可获得相对最好的疲劳性能。强化后的试样表面粗糙度与疲劳寿命的关系表明,较好的表面粗糙度可以获得较高的疲劳寿命,说明表面粗糙度是影响TA15钛合金材料疲劳寿命的因素之一。研究结果对TA15钛合金材料的喷丸强化工艺设计,具有指导作用。

BFe10-1-1铜管扩径拉拔形变分析及其力能预测

为研究实际生产中大口径铜管的扩径拉拔工艺,基于等比例缩小原则,通过理论解析、有限元仿真和实验验证3种途径对BFe10-1-1铜管扩径拉拔的形变规律及扩径力进行研究,探讨了关键工艺参数对扩径过程的影响规律。结果表明:扩径力随扩径系数、管材壁厚和摩擦系数的增大而增大,随模芯半锥角的增大先减小后增大,在模芯半锥角为12°左右时可获得最小扩径力。理论和有限元预测的扩径力与实测值吻合良好,当扩径系数为1.1时,压入扩口时的扩径力理论和有限元预测值与实验值的相对误差分别为4.1%和0.8%,拉伸扩径时的扩径力理论和有限元预测值与实验值的相对误差分别为3.3%和4.4%。

稀土元素对钛合金蠕变性能影响规律综述

钛合金因其所具有的高比强度和耐腐蚀等优异性能而在航空航天、舰船及石油化工等领域得到广泛应用.蠕变性能是其在高温条件下使用的一项重要指标,添加稀土元素被认为是改善钛合金高温蠕变性能行之有效的方法之一.首先介绍了稀土元素在钛合金中的应用概况,总结了稀土对钛合金综合力学性能的影响.重点分析了Nd、Y、Gd、Er、La等稀土元素的含量、添加形式及制备方法等对钛合金蠕变性能的影响规律,总结了稀土元素影响钛合金蠕变性能的微观机理.提出通过研究稀土Sc对钛合金中硅化物析出过程及其分布的影响规律,进而阐明其抗蠕变机理,提高合金蠕变性能,为设计具有更加优异性能的钛合金材料提供基础理论支撑,是稀土改性钛合金的研究方向之一.

生源多样化背景下研究生创新思维培养模式研究

近年来,硕士研究生生源多样化越来越明显,不同学生的专业结构及能力水平差异很大。针对研究生生源专业多样化的现实背景,以"材料工程导论"课程为试点,以创新思维与能力培养为目标,充分挖掘学生的学习积极性,在专业知识教学的基础上,更加注重培养其创新方面的思维与能力,从而适应不同专业背景学生的研究生阶段学习需求。

考虑斜拉索抗弯刚度的矮塔斜拉桥索导管安装角度修正方法

文中针对短斜拉索实际抗弯刚度较大的情况,推导了考虑斜拉索抗弯刚度的索导管安装角度计算公式,以方便地计算出拉索在重力作用下的两端倾角变化值,该推导公式表明,两端倾角变化值除了与斜拉索索力、自重集度、索长有关外,还与拉索自身弹性模量、截面特性等因素有关。通过将索导管修正角度计算式应用于阿蓬江特大桥中,比较计算了不同索导管安装角度结果计算的差异。

基于ABAQUS的大口径铜管扩径拉伸有限元模拟

运用有限元软件ABAQUS分析了大口径铜管扩径过程中等效应力、等效应变和残余应力的分布,对两种不同口径铜管的扩径工艺进行了对比。结果表明：扩径过程中,应力应变主要集中在管壁内、外表面。残余应力环状分布在管壁上,管内壁和外壁大于中间层。口径较小的管材,在扩径部分应力维持在较高水平且在较大区域内保持稳定,口径更大的情况下,扩径的不稳定因素增多,扩径过程不稳定,残余应力分布更加不均,使得管材质量变差。

矮塔斜拉桥塔梁同步施工阶段塔梁墩固结部位局部应力分析

文中以采用塔梁同步施工的新建某矮塔斜拉桥为工程背景,采用有限元软件建立塔梁墩固结部位局部实体分析模型,对桥梁整个塔梁同步施工过程进行模拟,分析重要施工阶段的塔梁墩固结部位局部应力大小及分布规律,并将有限元计算结果与实测数据对比,相互验证计算结果和测试结果的准确性。

Sc对6061合金组织与性能的影响

通过添加Sc对6061铝合金组织及性能进行改性。通过真空感应熔炼制备了6061和6061-0.2Sc铸锭并经550℃×12 h均匀化退火,随后进行了热挤压变形和570℃×1 h水淬+175℃×5 h空冷的固溶时效热处理,研究挤压变形前后Sc微合金化铝合金挤压型材的组织与性能演变。结果表明,Sc具有晶粒细化效应,均匀化后6061-0.2Sc晶粒尺寸为20~50μm。挤压并经固溶时效热处理后6061-0.2Sc晶粒相比于6061更细小均匀。添加Sc后,合金的抗拉强度和伸长率均得到提升,宏观断口平整,拉伸断裂模式由韧脆性混合断裂转为韧性断裂,腐蚀电流密度由946.62μA/cm~2下降为568.05μA/cm~2,耐腐蚀性能显著提高。

钛合金型材精密挤压技术国内外研究现状

钛合金挤压型材在航空航天等领域具有非常广阔的应用前景,然而其挤压过程由于容易出现粘模或扭曲等问题而异常困难。介绍了目前国内外钛合金挤压型材的市场供应情况,并分别从挤压工艺及参数的优化、润滑方式及润滑材料、微观组织与力学性能等方面综述了国内外钛合金型材挤压技术的研究现状,提出为保障我国自主航空航天飞行器的钛合金挤压型材供应,应分别从加强有限元数值模拟的应用、研制更好性能的钛合金型材挤压专用润滑材料、以及整合钛合金挤压型材应用的上下游开发大截面钛合金型材应用新领域等方面开展更加深入的产学研系统化研究工作。

钛合金薄壁零件数控热拉伸蠕变复合成形研究进展

数控热拉伸蠕变复合成形是一种精确成形钛合金薄壁零件的新技术。该技术采用自阻加热等加热方法将先进轻质钛合金薄壁板材或型材坯料加热至热成形温度后进行数控热拉伸弯曲成形,然后适量补拉工件,接着在保温阶段保持工件贴模使材料蠕变,工件内应力发生在线松弛,从而达到减小回弹,提高零件成形精度的目的。系统介绍了钛合金薄壁零件数控热拉伸蠕变复合成形新技术的研究现状、工艺原理、关键装备、工艺技术及其优缺点,并指出了这种新技术的未来应用前景。

Ce对Al-Mg-Si合金铸态及均匀化组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪研究了微量Ce对Al-Mg-Si合金的铸态及其均匀化组织的影响。结果表明,稀土元素Ce可以明显地细化合金的铸态组织。当合金中添加0.2%的Ce时,晶界上存在富Ce的金属化合物,Ce有效抑制了初生相的形核和长大。经490℃×24 h均匀化处理后,合金中的非平衡相未回溶到基体中,仍存在大量的枝晶组织;随着均匀化温度提高,枝晶和非平衡相消失,基体合金中残留片状的AlFeSi相,Ce使粗大的AlFeSi相转变为颗粒状、短棒状的富Ce的AlFeSi相。

ECAP对Al-3Fe-0.3Sc合金组织性能的影响规律

在自制的等通道转角挤压(ECAP)模具中按Bc路径对Al-3Fe-0.3Sc合金方形棒料进行了不同道次的挤压变形,分析了挤压道次对合金微观组织、力学性能和电导率的影响规律。研究发现:ECAP变形后合金晶粒发生明显细化,晶粒呈现特定取向,长杆状铝铁相在剧烈的剪切变形条件下发生明显的破碎。合金经第1道次ECAP变形后抗拉强度由原始铸态的105 MPa升高至121 MPa,伸长率由5.7%大幅提升至25.7%,第2道次后抗拉强度和伸长率上升不明显。第1道次ECAP变形后合金的硬度由38.7 HV上升至53.5 HV,第4道次后上升至60.4 HV。电导率由铸态的42.9%IACS上升至第1道次的46.4%IACS,后续继续增加挤压道次,电导率基本保持不变。强度和电导率的提升主要是由于晶粒得到细化,发生的动态回复有利于变形过程中产生的高密度位错向亚晶界转变,减少了晶体中的空位缺陷。研究结果为铝铁合金的性能优化及实际应用提供了参考。

Ti-4Al-1.5Mn合金高温应力松弛本构模型及应用验证

研究了Ti-4Al-1.5Mn合金在500~700℃的应力松弛特性,首先在蠕变试验机上开展了该合金500、600和700℃条件下的松弛试验,基于松弛数据分别建了双曲正弦和时间硬化两类本构模型,并对模型的预测精度进行了预测。随后把2类本构模型应用于ABAQUS软件对板材V形弯曲过程进行了仿真分析。结果表明,应力松弛的影响因素主要有温度和时间,松弛过程可以分为2个阶段,第1阶段应力快速下降,第2阶段缓慢下降并逐渐稳定于松弛极限。双曲正弦和时间硬化模型均可以对松弛过程进行较准确地预测,V形弯曲后回弹结果表明双曲正弦比时间硬化模型具有更高的预测精度。研究结果对利用应力松弛进行精确成形的工艺设计具有指导意义。

时效处理对稀土钪微合金化钛合金组织与性能的影响

为提高钛合金在高温下的服役寿命,开展了稀土钪微合金化钛合金材料高温蠕变试验研究。将Ti64-0.25Si-xSc(x=0,0.3)合金在950℃×0.5 h,AC固溶后,分别在不同的温度和时间下时效,对合金的维氏硬度和高温抗蠕变性能进行测试,将蠕变曲线按时间硬化蠕变模型ε=Aσ^(n)t^(m)拟合,借助OM、TEM表征分析合金的微观组织演变。结果表明,合金在510℃下时效6 h的蠕变性能最为优异,加入稀土钪可以抑制晶粒的长大,改变晶粒的取向,促进网篮组织的形成,在合金中形成的Sc_(2)O_(3)可以净化基体,对提高钛合金的高温抗蠕变性能有着明显的作用。合金微观结构中存在大量的位错相互作用,堆积缠绕,合金的蠕变机制主要是位错的滑移。