铝合金石膏型精密铸件凝固过程数值模拟与实验验证

应用自行开发的铸件充型及凝固模拟系统，对铝合金石膏型精密铸件的凝固过程进行了数值模拟。采用自行设计制备的多通道自动测温装置，对所模拟的铸件进行现场测温。为了提高模拟精度，对铸件铸型热物性参数进行了实测，并采用最小二乘法进行拟合。通过计算机模拟预测了铸件的缩孔区，分析了铸件缺陷产生的原因，提出了合理的工艺方案，消除了铸件内缩孔的发生。实验验证的结果表明。

TiAl金属间化合物的定向凝固和晶向控制

在航空航天及能源领域有重要应用价值的TiAl基合金,由于其γ+α2片层结构的特点,采用定向凝固技术控制片层方向可以更好地发挥其潜能。从相与组织选择及晶体择优生长特性角度,讨论了具有包晶反应的高温γ TiAl合金的定向凝固与晶向控制,分析了晶向控制中引晶、合金化、调节成分与凝固参量及它们的综合作用所得到的结果与存在的问题,并提出了此领域今后应注意的方面。

金属Cu液态结构的纳米晶粒模型

为研究液态Cu的短程有序结构,建立了液态微观结构的纳米晶粒模型,从晶体X射线衍射学的角度出发,通过对固态Cu衍射峰的宽化计算出了液态X射线衍射强度曲线.计算出的强度曲线与实验获得的液态Cu的X射线衍射强度曲线具有较好的一致性,这证明纳米晶粒模型的正确性,同时也证明了Cu的液态短程有序结构与其固态晶体结构存在着密切相关性,即Cu的液态短程序结构为fcc.

反应喷射沉积金属基复合材料的研究现状

对反应喷射沉积的基本原理、目前开发出的几种工艺类型及制得的金属基自生复合材料性能和应用现状进行了综述，并提出了今后的发展方向。

电流辅助成形技术研究进展及展望

超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺是指在一个热循环内材料同时完成成形和扩散连接的加工过程。随着航空航天领域对轻质高强难变形金属材料需求增加,迫切需要探索这类材料的成形新方法。电流辅助成形能够降低材料流动应力,提高其成形精度,与SPF/DB工艺相结合能够高效制备复杂结构件,这对高强难变形金属材料成形具有重要意义。介绍了电致塑性原理,梳理了电流辅助成形、扩散连接和SPF/DB的特点与优势,阐述了目前电流辅助成形工艺面临的挑战与展望。

板材液压成形技术与装备新进展

随着板材零件向大尺寸、薄壁、深腔、复杂曲面以及难变形材料方向发展,具有低成本、高柔性的板材液压成形技术在航空、航天、汽车等制造业受到高度重视,并面临新的机遇和挑战。介绍板材液压成形技术的发展现状,重点介绍近年发展的径向主动加压充液拉深、预胀充液拉深、正反向加压充液拉深、双板成对液压成形和热态液压成形技术。分析国内外板材液压成形技术在汽车、航空航天等领域的应用现状,综述板材液压成形装备的研制进展,介绍正在研制的世界最大的吨位为150 MN、液体容积为5 m3的液压成形装备,对板材液压成形技术的发展趋势进行展望。

喷射沉积Al-Si-Fe-Cu-Mg合金的微观组织和力学行为

对喷射沉积技术制备的Al－Si－Fe－Cu－Mg合金沉积态、挤压态及挤压后热处理态的微观组织进行厂观察和分析，并对合金在后两种状态下的室温和高温拉伸性能进行了测试。

Ti6Al4V合金渗氢氢化组织及氢脆机制的研究

利用XRD,TEM研究了渗氢后Ti6Al4V合金的组织变化。在渗氢0.302%(质量分数,下同)及0.490%的试样中发现了面心立方的氢化物δ和大量的斜方结构的马氏体α"。提出了1种基于扩散的由βH共析转变生成α及fcc结构的片状氢化物δ的机制,并指出氢的引入可能诱发马氏体转变。在室温拉伸试验中发现在氢含量不高于0.102%时不发生氢致脆化。氢化物δ和马氏体α"在Ti6Al4V合金的氢脆中起主要作用,氢化物δ既有利于裂纹的萌生又有利于裂纹的扩展,而马氏体α"对裂纹的扩展具有重要的作用,二者共同促进了Ti6Al4V合金的室温高氢含量氢脆。

Ti-40Al-2B合金微观组织和初生TiB_2生长特征

用原位自生法制备了 Ti- 40 Al- 2 B(wt% )复合材料 ,并用 XRD、SEM对复合材料的相组成和微观组织 ,特别是 Ti B2 的形貌进行了研究。结果表明 :该合金由 Ti Al和 Ti B2 两相组成。其中 Ti B2 颗粒以初生的块状和共晶的片状或细棒状形式共存。初生 Ti B2 呈六面棱柱体 ,端面有清晰的生长台阶 ,其显露晶面分别为 (0 0 0 1)和 { 10 1- 0 }。结合晶体生长理论分析认为 :Ti B2 的生长单元为一个硼原子和六个钛原子组成的三棱柱 ,硼原子位于三棱柱的中心 ,生长方式以台阶式生长为主。其中 { 112- 1}面生长速率最快 ,{ 10 1- 0 }面生长速率最慢 ,导致 Ti B2 形成以 { 10 1- 0

喷射成形镍基高温合金的研究进展

喷射成形是一种新型快速凝固技术,采用这项技术制备的镍基合金,具有细小、球状的晶粒和均一的组织,从而提高其性能。综述了喷射成形镍基高温合金的发展概况及组织、性能特点。

碳含量对自生TiC_P增强钛基复合材料组织的影响

采用反应自生法制备了 Ti C颗粒增强钛合金基复合材料 ,并通过 XRD,SEM对复合材料的相组成和微观组织进行了研究。结果表明 :在 Ti- 6Al- 1 .8C中主要存在 Ti和 Ti C两种相。Ti C以树枝状初生 Ti C和短棒状共晶 Ti C两种形态存在。对 Ti C晶格常数的计算结果表明 ,Ti C的衍射峰存在一定的偏移 ,主要是由于 Ti C中存在 C空位。研究了 C含量对材料组织和 Ti C形貌的影响。结果表明 :C含量对基体组织基本没有影响 ,但是随着 C含量由 1 .98%减少到 0 .39% ,粗大的树枝状 Ti C逐渐消失 ,Ti C以短棒状为主 ,部分呈羽毛状。

喷射沉积Al-5.5Cu/TiAl_3自生复合材料的微观组织及界面结构

采用喷射沉积工艺制备了Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＡｌ３自生复合材料，并对该材料的微观组织及界面结构进行了研究。观察表明ＴｉＡｌ３与αＡｌ基体之间存在（０２０）Ａｌ／／（００２）ＴｉＡｌ３，［００１］Ａｌ／／［１１０］ＴｉＡｌ３的位向关系，力学性能测试结果表明喷射沉积Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＡｌ３自生复合材料的抗拉强度较铸态的抗拉强度提高约１２％，延伸率提高４５０％，耐磨性则提高１５０％。

喷射沉积Al-5.5Cu/TiB_2自生复合材料的显微组织及性能

研究了采用喷射沉积工艺制得的Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＢ２（２０％）自生复合材料的沉积态及挤压态显微组织：沉积态组织细小，颗粒分布均匀，颗粒与基体界面结合良好，很少出现孔洞，原铸态自生组织中呈针片状的ＴｉＡｌ３相消失而呈颗粒状分布，析出相细小弥散；挤压态组织中孔洞基本弥合，纵向组织具有一定方向性，颗粒分布有些不均匀（有一定的条带）。力学性能测试结果表明：喷射沉积后的Ａｌ５．５Ｃｕ／ＴｉＢ２自生复合材料的抗拉强度比铸态提高约５０ＭＰａ，延伸率则提高５００％左右。

钛合金熔体活度计算及合金与铸型的界面反应

在深入分析Miedema合金生成热模型的基础之上 ,运用化学反应和溶液热力学理论对钛熔体中溶质元素的活度系数进行了理论计算 ,进而评述了钛合金熔体的化学活性变化程度 .通过对Ti6Al4V合金和Ti15V3Cr3Sn3Al合金与所选择的耐火氧化物类铸型材料的实验研究结果分析 ,可以认为添加合金元素以后钛熔体的化学活泼性并没有发生实质性的改变 ,由于熔体仍然具有相当高的化学活性 ,导致合金与铸型之间的界面反应是严重的 ,计算与实验结果吻合 .同时所进行的理论分析和实验研究对于铸钛用高稳定性铸型材料的选择 。

Ti-Al-B合金空心管状初生TiB的生长机制

采用原位自生法制备了 Ti- 17Al- 1.5 B复合材料 ,并用 XRD、SEM对复合材料的相组成和微观组织进行了研究。结果表明 :该合金由 Ti3Al和 Ti B两相组成。初生 Ti B多呈较粗长的空心管状 ,共晶 Ti B呈短纤维状。根据晶体生长的固 -液界面稳定性理论分析认为 :Ti B的 B2 7晶体结构和晶体生长过程中的棱边效应导致初生 Ti B容易生长成空心管状。这是因为 ,在初生 Ti B晶体的 [0 10 ]方向的固 -液界面生长至一临界尺寸以后 ,晶面中心处因扩散受阻 (热扩散和溶质扩散 )而存在非常大的扩散过冷使晶面中心的台阶停止生长 ,这时 Ti B优先在棱边处长大 ;另外 ,Ti B[0 10 ]方向生长速度非常快。二者的共同作用使初生 Ti B易于长成与 [0 10 ]方向一致的空心管状。而共晶Ti B则由于径向尺寸很小 (呈纤维状 ) 。

SiO_2玻璃陶瓷与TC4钛合金的活性钎焊

分别采用活性钎料AgCuTi和TiZrNiCu对SiO2陶瓷和TC4钛合金进行了钎焊连接,使用扫描电镜和X射线衍射等手段对接头的界面组织和力学性能进行了研究.结果表明,采用两种钎料均能够实现对SiO2陶瓷和TC4钛合金的连接;SiO2/TiZrNiCu/TC4接头的典型界面为SiO2/Ti2O+Zr3Si2+Ti5Si3/(Ti,Zr)+Ti2O+TiZrNiCu/Ti基固溶体/TiZrNiCu+Ti基固溶体+Ti2(Cu,Ni)/TC4;SiO2/AgCuTi/TC4接头的典型界面为SiO2/TiSi2+Ti4O7/TiCu+Cu2Ti4O/Ag基固溶体+Cu基固溶体/TiCu/Ti2Cu/Ti+Ti2Cu/TC4.当钎焊温度为880℃和保温时间为5min时,SiO2/TiZrNiCu/TC4接头的最高抗剪强度为23MPa;当钎焊温度为900℃和保温时间为5min时,SiO2/AgCuTi/TC4接头的最高抗剪强度为27MPa.

薄板液压成形起皱预测及控制研究进展

板材拉深成形广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶工业等领域,是金属塑性加工领域的研究热点。随着工业生产向整体化、轻量化、高精度、低成本不断发展,以火箭燃料贮箱箱底为代表的大型曲面封头厚径比小于0.3%,起皱成为制约其拉深成形的主要缺陷之一,严重影响零件质量、模具使用寿命和工业生产的稳定性。综述板材拉深成形起皱理论预测、数值模拟和工艺试验的最新研究现状,重点介绍板材液压成形技术对于起皱控制的研究进展,表明通过合适的液压成形可以成形出无起皱缺陷、厚径比较小的零件。提出现有问题并对未来研究方向进行展望。

波节形状对波节管结构稳定性和传热特性的影响

针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大.通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的影响规律.研究结果表明:内高压成形波节管的成形精度随着波谷圆角半径R的增大而提高;波节管的轴向位移补偿能力随波节高度H的增加而增大;抗平面失稳能力和抗疲劳能力随波节高度H的增加而降低;综合传热因子η随着波谷圆角半径R增大和波节高度H的增加均是先增大后减小.综合考虑上述各个因素,对于所研究的内高压成形波节管,当波节高度H为2.5 mm,波谷圆角半径R为30 mm时,波节管具备良好的综合特性.

高温合金喷射成形过喷粉末的凝固组织特征

研究了高温合金喷射成形过喷粉末凝固组织特征。结果表明： 粉末呈相当圆整的球形， 内部组织随颗粒粒度的不同呈现多晶核与单晶核生长及发达与欠发达枝晶形态， 粉末粒度在１０ ～２００ μｍ之间， 冷却速度在１０３ ～１０６ Ｋ／ｓ 之间。

TiAl-RE合金中稀土相的形成机理

在TiAl合金中加入以Ce和La为主要元素的混合稀土得到普通铸态和熔体旋淬法试样。稀土元素以金属间化合物AlCe(AlLa)分别存在于晶粒边界和层片结构之上。本文基于对二元合金平衡相图的分析以及应用Miedema生成热模型对稀土相AlCe(AlLa)的形成进行了分析。结果表明 ,Al元素与Ce和La的亲和力远大于其与Ti之间的亲和力 ,因此 ,TiAl基合金中的富稀土相以AlCe(或AlLa)的形式存在 。