激光快速成形过程中粉末与熔池交互作用的数值模拟

建立了描述激光快速成形过程中气／粉两相流送粉、粉末与熔池交互作用及激光熔覆成形温度场的联合模型．采用有限单元生死技术模拟了熔池形成和自由界面形状演化及熔覆层的沉积过程．根据界面温度与粉末粒子动量损失状况模拟了熔池对粒子的捕捉以及工件对粉末的反射,并采用Lagrangian粒子追踪模型实现了对粉末颗粒的跟踪．在此基础上,模拟了激光快速成形过程中316L不锈钢粉末,激光与熔池的交互作用过程．计算结果与实验结果吻合．

BCF仿生鱼游动机理的研究进展及关键技术分析

目前,仿生学者已经注意到身体/尾鳍摆动(Body and/or caudal fin,BCF)鱼类快速、高效的游动性能并制作多种基于生物原型的仿生机器鱼,但是,所研制的机器鱼样机性能与鱼类性能存在着较大的差距,这又进一步地促进了柔性鱼类快速高效游动机理的研究。从柔性鱼体游动过程中的机械特性和流场特性两方面出发,介绍国内外在BCF柔性鱼类游动机理方面的主要研究进展,重点讨论鱼类游动机理的变阻抗驱动和涡流控制两项关键技术。通过对鱼类游动机理研究成果的分析和总结,探讨柔性机器鱼研究的发展趋势。总的来说,随着BCF柔性鱼类游动机理研究的不断深入,仿生学科的交叉理论研究将得到进一步发展,仿生机器鱼与生物原型之间游动性能的差距也必将逐渐缩小,实际应用前景较为广阔。

烧结气氛对Fe-N粉末冶金材料烧结性能的影响

选择氨基、氮基两种气氛研究了Fe-N粉末冶金材料的烧结特性,结果表明,在氮基气氛中烧结的样品完全脱氮,在氨基气氛中的样品虽部分脱氮,但是其显微硬度达到了381.5HV0.05,且具有良好的耐磨性能。

车用Al-Si合金激光熔覆涂层的组织与性能研究

为增强铝合金表面性能,在铝合金表面上激光熔覆Al/Ti/C合金粉末,得到原位Ti C增强熔覆层。结果表明:熔覆层的结合界面为锯齿状,且熔覆层的致密度好、无裂纹;在熔覆层生成了Al3Ti和Ti C增强相;在熔覆层和基体的结合面处,Al3Ti和Ti C尺寸分别为2~4μm和1μm,熔覆层中部Al3Ti和Ti C分别为6~10μm球状晶粒和3~5μm的十字晶枝;熔覆层的平均稀释率低于3.5%。

Nb对Fe-V-Nb-Mo-Cr-C体系复合材料微观组织和性能影响的研究

在Fe-V-Nb-Mo-Cr-C体系中,通过添加不同量的Nb,以制备不同Nb/V摩尔比的铁基复合材料。用扫描电镜、X射线衍射仪对该复合材料的微观结构和相构成进行分析。结果表明,在粉末冶金过程中,原位生成了(V,Nb)C硬质相,且随Nb/V摩尔比的增加,(V,Nb)C的晶格常数近似呈线性增加。随Nb/V摩尔比的提高,硬质相颗粒的尺寸逐步减小至2μm。结果表明:抗弯强度随Nb/V摩尔比的增加而升高,在Nb/V摩尔比为0.4时,出现抗弯强度下降的拐点,此时复合材料试样抗弯强度最高(达到1300 MPa):Nb/V摩尔比为0.5的试样由于具有最高的硬度和最小的碳化物颗粒尺寸,硬度为85.5HRA,其耐磨性最好,是高铬铸铁的5倍。

闭孔泡沫铝的力学性能和吸能能力

在闭孔泡沫铝准静态压缩试验的基础上,研究了其力学性能、吸能能力。结果表明,闭孔泡沫铝单轴压缩应力-应变曲线呈现线弹性变形、塑性平台阶段、致密化阶段3个阶段;闭孔泡沫铝的压缩强度、吸能能力随着孔隙率的增大而减小,采用Gibson-Ashby模型分析闭孔泡沫铝的压缩屈服强度,吻合良好。并在此基础上,提出可供工程使用的多孔泡沫金属吸能能力公式,为其工程应用提供理论支持。

X70针状铁素体管线钢析出相

用透射电镜研究了 X70针状铁素体管线钢中的析出相．一种是以 TiN 为主、尺寸较大 (50nm～1μm)、外形规则、几乎呈立方体的 Ti(Nb)NC 复合析出相,其中 Ti／Nb 比值处于5～12之间．另一种是以 NbC 为主、尺寸十分细小(小于20nm)、形态为圆形或椭圆形的 Nb(Ti)C 复合析出相,Nb／Ti 比值处于1～6．37之间,衍射分析结果表明其为多晶粒构成．分析表明,尺寸较大的方形析出相在1150℃的温度时已经存在,并且在热模拟过程中变化不大．细小圆形析出相绝大部分是在1100～900℃之间析出,而且与基体保持共格或半共格的关系．V 的析出不明显,其作用相对较弱．高温热塑性曲线的测量结果显示,在没有变形情况下,1050℃时析出相开始析出,900～850 ℃之间析出量达到最大．

TiCNi/Al自蔓延反应热压复合涂层的制备

采用自蔓延反应热压工艺,在铝合金表面制备了TiCNi金属陶瓷基复合材料涂层。分析了TiCNi金属陶瓷SHS反应热压加压时间、混粉工艺、元素比和粉末颗粒尺寸、预制块密度、反应热压温度、反应热压压力大小、涂层厚度等SHS反应热压工艺参数对涂层与基体间界面结合状态和涂层组织的影响。观察和测试了其显微组织、热震性能以及显微硬度。结果表明,TiCNi涂层与基体Al实现了冶金结合。并分析了TiCNi/Al反应热压复合过程中,涂层内部及涂层与基体之间发生多级自蔓延高温合成反应机制,从而揭示了TiCNi/Al自蔓延反应热压复合机理。

热压烧结工艺对超韧Al_2O_3-TiC-Co复合陶瓷性能的影响

热压烧结化学镀法获得的Al2O3-Co+TiC-Co复合粉体制备超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷。探讨了烧结温度、烧结气氛和分级保温时间对复合陶瓷微观形貌和力学性能的影响。结果表明,烧结温度为1550℃、真空保护并在750℃和1200℃各保温10 min制备的复合陶瓷力学性能最佳。采用最佳烧结工艺制备的Al2O3-TiC-8%Co复合陶瓷的平均抗弯强度和断裂韧性分别达到782MPa和8.0 MPa.m1/2。

通孔多孔铝的压缩性能研究

在采用复模铸造工艺制备孔径d=2.5～3.50 mm,孔隙率P=56.8%～86.1%通孔多孔铝的基础上,通过单轴压缩试验,研究了通孔多孔铝的压缩性能和吸能能力。通孔多孔铝单轴压缩应力-应变曲线,呈现线弹性变形、平缓塑性变形和压缩紧实3个阶段。通孔泡沫铝的压缩屈服强度、吸能能力随孔隙率增大而减小,采用Gibson-Ashby的模型拟合通孔多孔铝的压缩屈服强度。

工艺参数对静液挤压2024铝合金纳米晶组织性能的影响

实验研究了以快速凝固和机械合金化复合工艺制备的２０２４ 铝合金纳米晶粉末为原料， 采用热静液挤压工艺在不同挤压工艺条件下固结成形的挤压态材料的显微组织与力学性能， 探讨了作为主要工艺参数的挤压温度和挤压比对材料组织性能的影响规律及其原因。在此基础上， 进一步确定了２０２４

Ni－Cr－B－Si合金粉末等离子喷涂层的高温性能及其在滚锻模上的应用

研究了Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金粉末等离子喷涂层的高温抗氧化性能、耐磨性、热稳定性，并介绍了其在连杆毛坯滚锻模上的应用．结果表明，这种涂层的某些高温性能大大优于５ＣｒＮｉＭｏ钢，在冲击载荷不大的场合，可以作为热锻模的强化方法．

在600－800℃低氧压下Co－Nb合金的氧化

研究了含１５与３０ｗｔ％Ｎｂ的两种Ｃｏ－Ｎｂ合金在６００－８００℃低氧压Ｆ的氧化性能选择的氧压低于相应温度的氧化钴分解压，由Ｈ２－ＣＯ２混合气获得，在６００℃为１０－２４ａｔｍ，而７００与８００℃为１０－２０ａｔｍ．两种合金在６００与７００℃氧化结果仅产生由α－ＣＯ与氧化铌（ＮｂＯ２与Ｎｂ２Ｏ５）混合物组成的内氧化带在７００℃尚可能生成双元氧化物ＣＯＮｂ２Ｏ６在内氧化带界而无贫Ｎｂ层可见．两会金，尤其是Ｃｏ－３０Ｎｂ在８００℃时发生了由内氧化向外氧化的转变，伴随有贫Ｎｂ的单相区出现于合金的表层．从Ｃｏ中Ｎｂ的溶解度很低和合金与氧化膜显微组织的特点等角度详细讨论了合金的腐蚀机制．

电站用12%Cr耐热钢热处理工艺与组织性能研究

通过对电站用12%Cr型马氏体耐热钢不同工艺热处理的组织性能研究表明,正火(1 020～1 070℃×1 h)+回火(760℃×2 h)或高温退火(1 050℃×1 h)+回火(760℃×2 h)工艺热处理后的组织为板条马氏体,硬度在CSN417134—1977要求范围内;等温退火(1 050℃×1 h→670℃、750℃、870℃)+回火(760℃×2 h)工艺热处理后的组织为板条马氏体+珠光体,硬度在标准要求范围内;不完全退火(850℃、870℃)工艺热处理后会得到深浅二区域组织,其中深色区域为颗粒状珠光体,浅色区域为铁素体+碳化物,并且试样的硬度低于标准要求的下限值。

中孔隙率通孔多孔铝合金的压缩性能研究

在采用复模铸造工艺制备孔径3.5~4.0 mm、孔隙率65.8%~87.3%的通孔多孔铝合金基础上,通过单轴压缩试验,研究通孔多孔铝合金的压缩性能和吸能能力。通孔多孔铝合金单轴压缩应力应变曲线,呈现线弹性变形、塑性平台段和压缩紧实阶段3个阶段。通孔泡沫铝合金的压缩屈服强度、吸能能力随孔隙率增大而减小,通孔多孔铝合金的压缩屈服强度与Gibson-Ashby的模型拟合结果吻合。

热压烧结工艺对WC-Cu-Sn涂层组织性能的影响

采用热压技术在45#钢基片表面制备WC-Cu-Sn耐磨涂层,对影响WC-Cu-Sn涂层组织性能的主要工艺因素WC含量、烧结温度和烧结时间进行了正交试验设计及极差分析。结果表明,WC质量分数47%、烧结温度850℃、烧结时间1min为涂层的最佳工艺参数,该工艺条件下的47WC-Cu-8Sn涂层组织相对耐磨系数高达12,其致密度随烧结温度升高先增大后减小,随烧结时间延长逐渐减小;WC-Cu-Sn涂层磨损机制主要以磨粒磨损为主、黏着磨损为辅。

往复式管坯喷射沉积的模型建立及运动参数优化

介绍了基底往复式喷射成形制备大壁厚管坯的工艺原理,并对雾化锥流率的空间分布和单层沉积轨迹进行了研究,在此基础上建立了单层沉积的数学模型.针对此模型和沉积轨迹的螺旋特性,分析了模型参数(m_(max),a,d)和基底运动参数(w,v)对单层沉积特性的影响以及基底半径对单层沉积厚度的影响.通过对多旋转周期沉积轮廓叠加的单层沉积厚度的仿真,优化了管坯制备的运动参数(w,v).

WC-Co硬质合金注射成形过程中碳含量的控制

研究了WC-Co硬质合金注射成形混炼、脱脂和烧结过程中影响碳含量的因素及其规律,提出了通过采取控制混炼与脱脂的温度和时间、脱脂气氛与工艺、烧结的保温温度和保温时间等措施,实现有效控碳。

工作辊轴承座铸造工艺研究

针对工作辊轴承座出现裂纹的问题,通过对不同工艺的对比,分析了冒口和冷铁的位置对缺陷产生的影响,并利用华铸CAE软件对轴承座铸造工艺进行了凝固模拟分析。将优化后的铸造工艺应用于实际生产中,有效减少了产品的缺陷,提升了产品质量。

闭孔泡沫Mg_2Si/Al复合材料的制备及压缩性能研究

采用熔体发泡法,以原位自生Mg2Si/Al复合材料为基体,CaCO3作发泡剂,通过控制温度和搅拌参数,成功制备出不同密度的闭孔泡沫铝。通过静态压缩性能试验发现:泡沫Mg2Si/Al复合材料的压缩过程具备泡沫金属压缩变形的三阶段(弹性变形、应力平台区、致密化阶段)特征;压缩屈服强度和平台应力均随密度增加而增大;屈服点附近应力值下降,应力平台区出现锯齿波形,暴露出孔壁的脆性破裂特征。经过人工时效热处理,泡沫Mg2Si/Al复合材料的屈服强度显著增大。通过观察孔壁的微观组织发现,Al基体被孔壁中粗大的Al+Mg2Si伪共晶组织所割裂。