医用低弹性模量Ti-xFe合金的第一性原理计算

传统的钛合金(Ti6Al4V)在医学领域有广泛的应用,但是弹性模量相对人体骨骼过高会导致“应力屏蔽”。为了设计低弹性模量医用钛合金,采用密度泛函理论的计算方法。利用Voigt-Reuss-Hill近似函数,计算了Ti-xFe(x=6.25,12.5,18.75,25,31.25%)弹性特性以及钛铁合金β相稳定性。计算结果表明随着铁元素的含量增大结合能减小,因此Fe元素可以增加β钛合金的稳定性。普氏比(B/G)和泊松比(ν)计算结果表明,Ti-xFe合金具有较好的延展性。Ti-xFe(x=18.75%)的C_(44)最小和杨氏模量最低为47.60 GPa,且四方剪切常数C_(44)和杨氏模量正相关。

低压铸造铝合金后副车架结构设计与工艺开发

介绍了某车型低压铸造铝合金后副车架轻量化设计及工艺开发过程。首先依据客户输入的硬点坐标、环境数据及边界间隙设计产品外形,并对结构进行拓普优化轻量化设计,通过产品的疲劳、耐久性、强度、刚度及模态等仿真分析,使产品结构和性能满足设计要求;同时结合产品结构和低压铸造工艺要求,基于分型面和起模斜度的确定、增加内芯定位点和排砂口以及优化合金成分和热处理等措施,设计浇注系统和工艺方案,再对铸件充型和凝固过程模拟分析进一步优化方案,经试制铸件结构和性能均满足要求。

大型ZL205A铝合金舱体铸件铸造工艺研究

以ZL205A厚大舱体铸件为研究对象,针对舱体铸件的特点,开展了铸造工艺方案设计、铸造工艺方案数值仿真计算及熔体处理等技术的研究。研究结果表明:铸件采用差压浇注方法,低热量浇注系统,配合低热量浇注系统使用的冷铁,铸件实现了顺序凝固;铸件经检测,内部质量优良,切取试样力学性能远超过了指标值,各项指标均满足设计要求。

天然气低温分离系统压力管道材料设计

在以往项目中,海洋油气田工艺系统的低温压力管道的材料规范均采用ASTM A333标准,目前国标低温管道材质已有相应的标准。为拓展海上油气低温压力管道选材范围,文章针对天然气低温分离系统的压力管道,探讨可替代ASTM A333 Gr6的国标管线材质。结合低温合金钢的使用条件,从低温管道材料选型、管线壁厚计算、管线保冷方面,分别介绍设计中应遵循的各项标准规范和设计方法。

薄规格热轧汽车结构用带钢产品设计与生产优化

某钢厂在生产抗拉强度不低于540 MPa、厚度2.20 mm薄规格高强热轧汽车结构用带钢时,易发生堆钢、甩尾、轧破等故障,产品合格率低。通过采取合金减量化设计和优化过程工艺参数等措施,提高了该产品生产的稳定性,实现了高强薄规格产品批量生产,产品尺寸精度高、板形良好、性能稳定。

低轧制力下钢板提高折弯性能研究

为试验低轧制力下低合金钢板的晶粒度和折弯性能,采用不同Nb、V、C元素含量的成分设计,从试验结果来看:采用Nb-V微合金化或降低C含量的成分设计,可以改善材料的塑性和晶粒度。尤其是降低C含量后,在低晶粒度下,折弯性能结果仍然良好。

高铁用大型复杂铝合金枕梁铸件低压铸造工艺研究

针对ZL101A高铁用大型复杂铝合金枕梁铸件的特点,开展了高溃散性型芯技术、铸造工艺方案设计、铸造CAE数值仿真技术及熔体处理技术等的研究。研制结果表明:铸件采用低压浇注方法,底注式浇注系统,顶部放置冷铁无冒口设计,浇注铸件时适当降低金属液升液充型速度,加大铸件凝固时的压力,同时改善铸型排气能力,研制出的铸件内部质量优良,达到设计要求。对实现高速列车关键部件的国产化具有重要意义。

大型复杂高强度ZL205A铝合金骨架铸件的研制

以大型复杂ZL205A合金骨架铸件为研制对象,介绍了大骨架铸件的研制过程。由于该铸件为承力件,其结构复杂,轮廓长又扁,非常易变形,而且外形不加工,所以保证骨架铸件冶金质量和尺寸精度难度较大。本研究从骨架铸件铸造工艺设计、型芯材料选择、热处理工艺及尺寸控制等方面进行了分析研究,并在设计铸造工艺时采用铸造数值模拟技术等先进手段,使骨架铸件实现了顺序凝固,获得了冶金质量、力学性能和尺寸精度等均达到或超过设计要求的优质骨架铸件。

铝合金导体铸件低压铸造模具设计与工艺

介绍了具有导电性能要求的铝合金导体铸件的低压铸造模具的结构设计,确定了其低压铸造工艺参数。模具结构设计时考虑了分模方法的选择和铸件壁厚的调整,提出了双层浇道的侧注式浇注系统,实现了平稳充型和良好的补缩效果,生产的导体铸件同时满足气密性和导电性的工艺需求。

低Nb含量Ti-Mo-Nb-Zr-Sn BCC低弹性模量固溶体合金的成分设计

依据BCC结构中的"团簇加连接原子"模型确定Ti-Mo二元团簇式[MoTi14]Mo1为基础成分式,根据合金化组元Sn、Zr和Nb与基体Ti的混合焓实现其在基础成分式中的组元替换,从而形成多元成分式[(Mo,Sn)(Ti,Zr)14]Nb1。利用铜模吸铸快冷技术制备d 6 mm合金棒状样品,并对其进行950℃保温2 h并水淬。组织结构分析和拉伸力学性能结果表明:低模量Sn、Zr和Nb分别取代基础成分式中高模量的Mo时形成的三元BCCβ-Ti合金结构稳定,且具有较低的弹性模量;当Mo0.5Sn0.5占据团簇心部,Nb作为连接原子,Zr替代部分Ti时形成的低Nb含量的β-Ti合金[(Mo0.5Sn0.5)(Ti13Zr)]Nb1(Ti68.10Mo5.25Sn6.50Zr9.98Nb10.17,质量分数,%)具有最低的弹性模量(为43 GPa),且断裂强度σb为569 MPa,应变ε为5.6%。

某铝镁合金支架金属型低压铸造工艺设计

以某铝镁合金支架为研究对象,深入分析了该产品的结构特征、材质特点、产品技术要求。并结合金属型低压铸造理论,对其金属型铸造工艺进行了合理的设计。实践证明,该工艺不仅生产效率及成品率高,而且铸件质量稳定,为企业带来了良好的经济效益。

应用d电子合金设计理论优化GH907合金组织及持久性能

硅对 GH 90 7合金基体γ及γ′稳定性产生显著影响。Si含量高于 0 .45 at% ,合金中析出颗粒状laves相 ,且随 Si含量增加 ,ε,L aves等第二相数量增多。适宜的第二相体积分数及分布有益于持久性能。应用 d-电子合金设计理论 (即新相分计算法 New PHACOMP)对该合金第二相析出倾向进行综合评价 ,得出随 Si含量增加 ,TCP相的析出倾向增强 ,合金适宜的 Mdγ范围为 Mdγ:0 .85 8～ 0 .86 7或 Mdγ′:1.112～1.132。

低压铸造铝合金轮毂(H0157)的优化设计

主要进行了汽车铝合金轮毂H0157的参数化设计,研究了有限元强度分析及优化设计于一体的低压铸造铝合金轮毂工艺。为设计人员提供先进的铝合金轮毂设计手段,充分利用材料的力学性能,使设计的产品达到结构优化、轻量化,从而降低产品成本。

低成本α+β型钛合金Ti4.5Al12Cr4Mn的设计与制备

在Ti-Al-Cr-Mn四元系热力学优化评估的基础上[1],利用钼当量与钛合金的力学性能的关系,设计了一种低成本α+β型钛合金Ti4.5Al12Cr4Mn,用水冷铜坩埚成功制备.采用金相显微镜和万能试验机研究了其组织和室温力学性能,发现:Ti4.5Al12Cr4Mn是一种α+β型钛合金,与期望的微观组织结构一致,室温拉伸强度Rp0.2=1196.83 MPa,Rm=1 384.22 MPa,但塑性比较低,δs仅为5.8%,还有待改进.

纯电动SUV的RCAR低速碰撞吸能盒耐撞性研究

针对某款纯电动SUV铝合金吸能盒在低速正面碰撞工况中耐撞性问题,笔者应用计算机仿真分析的方法,根据欧洲的RCAR低速碰撞测试规程,对该纯电动SUV进行了低速结构正面碰撞仿真模拟研究,分析了该电动车SUV铝合金吸能盒的变形和吸能情况,并根据RCAR测试要求以及吸能盒优化原则,设计了4种吸能盒优化方案,根据吸能盒的耐撞性评价指标,通过量化的标准分析4种优化方案铝合金吸能盒的耐撞性能。研究结果表明:该纯电动SUV初始模型中的铝合金吸能盒耐撞性较差,碰撞后造成车身结构损坏严重;对比分析4种优化方案,方案四铝合金吸能盒低速碰撞耐撞性最好,相比于初始模型耐撞性明显提高。

345MPa级低合金钢的柔性制造技术开发试验

通过化学成分设计、轧制工艺和水冷工艺的优化,济钢开发了345MPa级低合金钢柔性制造技术,采用同一种化学成分的钢坯轧制出了不同性能要求的产品,满足了订单的个性化要求,减轻了排产的难度和炼钢工序的生产难度,大大缩短了生产周期。

析出强化对屈服强度增量△σ_p和低合金钢成份设计的影响

导出了含V低合金钢的屈服强度增量△σp与桥出相倾粒平均直径dp、颗粒体积分数fv之间的数值关系式．在一定温度范围内，当等温湿度降低时，dp是单调减少的，△σp是单调增加的，而fV在PTT曲线的鼻部730℃附近最大．在低合金钢的成份设计时，就析出强化而言应考虑析出相的理想化学配比式和析出相的脱溶一溶解曲线关系．

汽车用新型低碳马氏体弹簧钢合金化设计的理论探讨

针对传统中、高碳低合金弹簧钢在性能、生产和使用上存在的许多不足，本文就低碳马氏体弹簧钢的合金化设计进行了探讨，说明设计和开发性能更加优良的低碳马氏体弹簧钢是可行的．

基于二次回归模型的铝合金弱刚性零件辅助支撑加工铣削温度预测

在零件结构轻量化的要求下,弱刚性薄壁零件被广泛使用。为验证低熔点合金辅助支撑材料选择的有效性和更精准地预测铣削加工过程中刀具的温度,将试验设计理论引入铣削温度预测中。采用Design-Expert数值分析软件,结合仿真数据分析影响刀具铣削温度的三个因素,获得影响因素的二次回归模型,对刀具铣削温度进行预测,通过随机均匀选取预测值进行误差分析。由分析结果可知,预测值与实际值的平均相对误差为3.27%,预测模型精准度满足要求。

新型铝合金轮毂低压铸造模具设计与工艺

铝合金轮毂因其强度高、质量轻、价格合理、成型度好和回收率高等优点,在汽车工业得到了广泛的应用。随着社会经济的发展,人们对汽车节能降耗的需求越来越高,汽车轻量化成为现代汽车发展的必然趋势。对新型铝合金轮毂制造工艺及特点的探究对汽车工业发展具有重大的现实意义。