新型耐磨锡青铜合金包套挤压工艺及组织性能(英文)

针对锡含量为8%～12%的锡青铜合金脆性大、难以通过塑性变形实现较高致密度的问题,采用包套挤压工艺制备新型耐磨Cu-Sn-Pb-Ni合金,分析其铸态及包套挤压态的微观组织及性能。包套挤压的密度和硬度分别达到8.98g/cm3和HB135.7;挤压后合金抗拉强度和伸长率分别为345.366MPa和11.4%。结果表明,合金在外加包套作用下塑性有所提高。

挤压温度对Ti40包套挤压过程影响规律的数值模拟

在热力耦合与刚塑性有限元分析的基础上,利用Deform模拟了Ti40阻燃钛合金包套的挤压变形过程,分析了温度场和应变场。结果表明:采用包套挤压可使Ti40合金保持在较高温度的挤压;提高挤压温度还可提高挤压坯料的温度,降低坯料流变应力,增加坯料变形程度并降低包套冷硬层厚度。

机械球磨与包套挤压制备Al-Pb合金

采用机械球磨(MM)制备了Al-20(Wt.%)Pb复合粉,通过X射线衍射和电子探针分析了Al-20Pb复合粉及其层片状组织.为得出最佳球磨工艺参数,对复合粉进行了压制和烧结实验.结果表明:球磨6h得到的Al-20Pb复合粉具有均匀细小的层片结构,既保持较好的塑性,易于致密,又能在烧结后得到均匀细小的显微组织.

粉末包套挤压非稳态流动过程的数值模拟

为研究金属粉末压制成形致密化机理 ,采用国外MSC .SoftwareCooperation公司的MSC .Marc软件 ,模拟金属粉末包套挤压锥形变形区形成阶段的变形过程 ,获得了金属粉末包套挤压的变形规律 ,以及变形过程中相对密度的分布。

热处理工艺对包套挤压镍微合金化TiAl合金组织与性能的影响

以包套挤压镍微合金化TiAl合金为研究对象,研究了热处理工艺对合金组织和室温、800℃拉伸性能的影响。结果表明,70%变形量包套挤压合金经(α+γ)双相区1250℃热处理获得了再结晶完全的双态组织,其中不含有残留的层片结构;挤压合金经(α2+γ)双相区退火处理后,合金室温拉伸屈服强度为535MPa,抗拉强度为650MPa,延伸率为3%;800℃拉伸屈服强度为365MPa,抗拉强度为400MPa,延伸率为156%,这种组织有利于进一步加工成形,使超塑成形成为可能。

工艺参数对阻燃钛合金包套挤压影响的数值模拟

将铸态Ti-35V-15Cr-0.3Si-0.1C阻燃钛合金高温变形时的流动应力耦合到DEFORM-2D软件中,对该合金大规格铸锭包套挤压过程进行了热力耦合数值模拟,获得了不同加热温度、变形速度、摩擦因子和模角结构下工件温度场、等效应力场和等效应变场,分析了不同变形下的载荷位移曲线。结果表明,提高变形温度、降低变形速度、增大钛合金铸锭与钢包套之间摩擦因子、减小钢包套与模具间摩擦因子、减小模角有利于包套挤压过程的完成。

挤压速度对Ti_3Al基合金包套挤压过程影响的数值模拟

目的研究挤压速度对Ti_3Al基合金包套挤压过程的影响规律。方法利用数值模拟技术在Deform-2D有限元软件中模拟Ti_3Al基合金的包套挤压过程。结果挤压速度越大,坯料及包套的温度和等效应变越高,并且坯料成形的挤压比也越大;在模拟的挤压速度范围内,挤压速度对坯料的等效应力场和模具载荷影响较小。结论选择挤压速度时应使坯料温度和应变速率有良好匹配,这样可以提高坯料成形的均匀性,降低模具载荷以及坯料所受到的应力,为Ti_3Al基合金的包套挤压开坯过程提供参考。

粉末包套挤压Al-Si-Fe合金的阻尼特性

采用快速凝固-粉末包套挤压工艺制备了四种Al－Si－Fe合金，测试了不同变形量下合金的室温阻尼性能，结果表明：增加铁含量和变形程度会使合金的阻尼性能增加，而低温退火则会降低阻尼性能。

高温合金GH4169管材包套挤压工艺及组织性能研究

确定了高温合金GH4169管材挤压成形工艺参数,分析了GH4169管材挤压力的参数变化规律.分析了管材挤压对组织性能的影响。研究结果发现:合理的挤压工艺参数范围是坯料温度1080～1100℃,模具预热温度350～500℃,挤压比7～14,采用玻璃润滑剂。挤压管坯组织状态与挤压前组织状态相比,得到明显改善,挤压前平均晶粒尺寸是150μm,挤压后平均晶粒尺寸是50μm。采用包套挤压技术、组合凹模挤压技术、引导式管材包套挤压技术等对高温合金管材挤压成形进行了实验研究,加工出了合格的GH4169管材坯料。

包套热挤压SiCp/6066铝基复合材料断裂机制和强化机制的研究

采用包套热挤压工艺制备了不同体积分数SiC颗粒增强的6066铝基复合材料,结合其断口形貌及微观组织,分析了材料的断裂机制及抗拉强度和屈服强度随SiC增强颗粒体积分数变化的规律。结果表明,材料的断裂机制为颗粒与基体间的界面脱粘以及SiC团聚体的脆性开裂。当SiC颗粒的体积分数小于12%时,随着SiC颗粒增强相的增加,SiCp/6066铝基复合材料的抗拉强度和屈服强度增加。当SiC颗粒的体积分数大于12%时,材料的强度增加减缓或略有下降,其主要强化机制是位错强化和弥散强化。

纯铜粉末包套-等径角挤压工艺实验研究

针对粉末材料低塑性的特点,在室温条件下采用包套-等径角挤压工艺(PITS-ECAP)将纯铜粉末颗粒直接固结成高致密度块体细晶材料。结果表明,包套-等径角挤压工艺对粉末材料具有有效的致密和细化效果。4道次PITS-ECAP工艺变形后,试样X、Y、Z面均受到剧烈剪切作用,晶粒尺寸得到明显细化,显微组织呈细长条带流线状,且分布较为均匀;试样整体组织达到完全致密,平均显微硬度高达1 470 MPa。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是保证粉末材料致密度大幅度提高以及显微组织有效细化的主要原因。

纯钼粉末包套等径角挤压致密化行为

在500℃等温条件下采用包套等径角挤压(PITS ECAP)工艺将纯钼粉末颗粒直接固结成高致密、块体细晶材料。结果表明,PITS ECAP工艺对粉末材料具有强烈的致密化效果。1道次PITS ECAP使粉末之间发生颗粒重排、弹塑性变形等行为,材料头部区域和尾部区域的致密情况较差,试样整体相对密度约为87%,比初始预装粉致密度提高了33.85%;经过2道次C路径ECAP变形后,试样X、Y面均受到剧烈剪切作用,促使颗粒破碎、熔融、细化,近圆形孔隙被挤扁、焊合,组织均匀,试样的各变形区域的致密化进程加快,整体相对密度达96%,且主变形区域相对密度为99%,近全致密;同时显微硬度提高了137.93%。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是粉末材料致密化的主要动驱因素。

钼粉体包套热挤压成形过程的数值模拟

针对钼粉末热挤压过程中的受力状态,着重研究了包套热挤压三维压应力特征。利用Deform-3D软件建立了有限元模拟模型,计算获得了挤压过程中载荷-行程曲线以及温度、相对密度、等效应力、等效应变等的分布特征。结果表明:包套热挤压可以显著提高粉体的致密度;挤压载荷在挤压稳定阶段呈缓慢增长趋势;最大温度和最大等效应变出现在模口下方;最大等效应力出现在模口处。

过共晶Al-Si20合金粉末包套-等径角挤压致密化行为

在500℃下采用包套-等径角挤压(PITS-ECAP)工艺将Al-Si合金粉末颗粒固结成高致密、块体细晶材料。结果表明,PITS-ECAP工艺对粉末材料具有强烈的致密化效果。1道次PITS-ECAP后,试样整体相对密度比初始预装粉致密度提高了50%;2道次PITS-ECAP工艺变形后,合金粉末初晶硅明显细化、整体致密化强烈,C路径能高效破碎组织中粗大板片状初晶硅,使晶粒尺寸变小,圆整度提高,分布均匀,粉末材料相对密度达95%,显微硬度值增加到220 HV25,初晶硅形状系数为0.64,致密化及初晶硅细晶化效果最好;A路径虽致密效果不好但有利于等温处理后的初晶硅细晶化,Bc路径产生的初晶硅细晶化、致密化效果较差。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是合金粉末致密化、初晶硅细晶化的主要驱动因素。

包套热挤压M32粉末冶金高速钢的组织性能研究

提出了一种解决粉末冶金高速钢制备工艺繁琐、性价比低等问题的包套热挤压工艺,采用该工艺制备了M32粉末冶金高速钢,研究了不同挤压温度和热处理对M32粉末高速钢的显微组织与性能的影响。结果表明:未热处理时,随挤压温度的升高,试样相对密度及硬度变化趋势一致,均是先升高后降低,在挤压温度为1 240℃时达到峰值,分别为98.04%和45.6HRC;在淬火温度1 180℃以及回火温度560℃热处理后,M32高速钢的晶粒及碳化物颗粒尺寸较小且分布均匀,力学性能最佳,其抗弯强度及硬度分别为3 721.8 MPa和66.7HRC。

包套热挤压Al-25Si-4Cu-Mg合金粉末的微观组织和力学性能

研究了包套热挤压技术制备的Al-25Si-4Cu-Mg合金棒材的微观组织和力学性能,粉末材料来自于喷射成形过程中形成的过喷粉末。研究结果表明,包套热挤压技术可以制备出组织均匀细小、性能优异的Al-25Si-4Cu-Mg合金棒材,有效解决喷射成形所产生的粉末副产品的利用问题。此外,棒材经T6处理后硬度达到92.5 HRB,抗拉强度达到445 MPa。

W-40Cu粉末包套热挤压过程数值模拟

采用DEFORM-2D软件对W-40Cu粉末包套热挤压过程进行了数值模拟,研究了挤压过程中内部多孔体粉末坯料和外部塑性钢套的温度场、应力应变场和速度场的分布情况,并深入分析了坯料的等效应力应变和坯料、包套的最大流动速度随挤压温度、挤压速度、挤压比等的变化情况,以及包套厚度对粉末包套热挤压过程的影响。结果表明:粉末包套挤压过程中在模口附近出现最高温度值,等效应力的最大值出现在锥形区转角处,等效应变最大值出现在模口附近的包套表面,坯料最大流动速度值出现在模口附近的坯料芯部位置,包套最大流速值出现在挤压头部位置;坯料等效应变和流动速度随包套壁厚的增加先升高后降低,在包套壁厚为7.5mm时应变值最高;包套底厚影响挤压坯的形状和材料利用率。模拟得到的不同温度和挤压比下的变形载荷与实验值误差小于10%,吻合较好。

挤压比对粉末包套热挤压致密W-40%Cu合金的影响

采用不同挤压比对W-40%Cu混合粉末进行粉末包套热挤压,获得了W-40%Cu合金。研究了模具总挤压比λ对热挤压坯料致密化以及组织性能的影响。结果表明,随着挤压比的增加,热挤压坯料的相对密度也增加,同时电导率和硬度值也随之提高。由于含铜量比较高(质量分数为40%),即便在挤压比为25时,挤压坯内部W相也不发生变形,主要是铜相产生变形。进一步将模具总挤压比λ细分为不考虑体积变形的坯料总挤压比α,除去体积变形因素的坯料塑性挤压比β以及包套挤压比γ三种实际挤压比,分析了不同挤压比对热挤压致密化过程的影响。

不锈钢包覆半固态铝合金挤压连接成形的研究

采用包套挤压成形方法,成功地实现了不锈钢与半固态铝合金的连接与成形。采用数值模拟与试验相结合的方法,研究了不锈钢包套的变形行为以及铝合金固相率、挤压比对材料复合后界面强度和组织性能的影响,采用光学显微镜对界面组织结构进行了观察分析。结果表明,在大挤压比的情况下不锈钢包套破裂发生在凹模出口处,界面剪切强度随挤压比的增大而提高,固相率为30%时达到最大值;铝合金固相组织与低熔点液相组织以一定比例交替与不锈钢表面接触,由于液相扩散能力大于固相成分,从而形成非均匀扩散的新型界面组织。

挤压制备纳米晶复相Nd_2Fe_(14)B/α-Fe永磁材料相对密度的研究

本文将成分为Nd2Fe14B(原子比)铸态合金和羰基铁粉的混合粉末进行搅拌式机械球磨,对其球磨后的合金粉末进行冷压制坯、包套挤压获得纳米晶复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金。研究了不同挤压温度对合金相对密度的影响。结果表明,经1000℃包套挤压后形成的Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复相永磁材料的相对密度最高,达到98.4%。