AZ31B镁合金双道次热变形过程流变应力特征模拟研究

建立了一类镁合金双道次热变形过程的二维元胞自动机模型。考虑到镁合金具有六重对称的密排六方晶体结构,模型采用了六边形元胞网格。另外,通过计算位错密度演变和设定晶粒形核长大规则,模型将热变形过程中动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大等单个物理过程耦合到一起。为了验证模型,将其应用到AZ31B镁合金单道次和双道次热压缩过程。探讨了不同变形温度、应变速率、道次间隔和预应变对应力-应变曲线的影响。将计算结果和实验结果进行了对比,吻合较好。

空化水喷丸工艺中空化行为的数值模拟与验证

空化水喷丸工艺是用于金属材料表面改性的一项新技术,该工艺中的空化行为涉及高速、高压、相变、湍流、非定常特性等复杂多变情况,对该工艺中的空化行为及冲击压力场分布规律的探索一直是该领域的重点和难点。利用FLUNET6.3流体计算软件对淹没式空化射流中喷嘴内外的流场特性进行模拟分析,获得流场内的速度、静压和汽含率分布规律,同时使用Fujifilm压敏纸对空化水喷丸工艺中沿空化射流方向上的冲击压力场的分布规律进行试验测定。研究结果表明空化水喷丸工艺中的淹没式空化射流在缩放型喷嘴内外形成剧烈的空化现象,空泡群溃灭瞬间产生的冲击波压力高达300 MPa以上。

一种测定空化水喷丸工艺中冲击压力场分布规律的方法

空化水喷丸是用于金属材料表面改性的一项新技术,它依靠自身的技术特点和优势,在金属表面改性技术领域中引起许多学者的广泛关注。该工艺中的空化行为涉及高速、高压、多相、相变、湍流、非定常特性等复杂多变情况,对该工艺中的冲击压力场分布规律的求解和测量一直是该领域的难题。使用FUJIFILM压敏纸对空化水喷丸工艺中冲击压力场的分布规律进行实验测定,同时利用X射线衍射仪对该工艺诱导残余应力分布规律进行了实验测定,结果表明利用压敏纸测定空化水喷丸工艺中冲击压力场分布规律的可靠性,同时也表明该工艺可以诱导金属材料的表层形成残余压应力。

空化水喷丸诱导45钢残余应力场的数值模拟与验证

空化水喷丸工艺是利用淹没式空化射流中微小空泡在材料表面溃灭时产生的冲击波压力,用该压力来诱导金属零部件的表面形成压缩残余应力层,进而提高其疲劳寿命。本文依据空化水喷丸强化45钢的试验,运用ANSYS/LS-DYNA软件建立非线性无弹性模型中的双线性各向同性模型,模拟了空化水喷丸工艺过程中冲击波压力和材料相互作用的动力学过程,以及形成在表层的压缩残余应力场分布规律,讨论了本构关系、网格划分、载荷大小、加载历史等关键问题。采用不同峰值载荷的冲击波压力和多冲击波连续加载的方法,实现了对残余应力场分布的预测。利用微小部残余应力测定装置(PSPC/MICRO)对上述工艺条件诱导残余应力的大小进行测定,数值模拟的结果和X射线衍射法测得的残余应力大小和分布吻合较好。

热处理虚拟系统在制造业技术革新中的作用

着重介绍国际上热处理制造业特别是发达国家的热处理制造业在基于信息化技术领域的发展趋势,针对热处理虚拟系统的发展和在制造业中的技术革新作用和重要性进行概要性的阐述,并以实例介绍了国际上热处理制造业中的信息化技术发展动态。

低能氨离子/基团扩散对铟锡氧化物薄膜电学性质的影响规律

有机-无机杂化甲氨铅碘类钙钛矿太阳能电池在制备及使用过程中,甲氨铅碘层中的甲基铵离子易分解为甲基离子/基团和氨离子/基团,其中氨离子/基团可以扩散进入铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)透明电极层,并影响ITO的电学性质.本文通过低能氨离子束与ITO薄膜表面相互作用,研究低能氨离子/基团在ITO薄膜表面扩散过程,及其对ITO薄膜电学性质的影响规律.研究结果表明,低能氨离子/基团在ITO薄膜表面扩散过程中,主要与ITO晶格中的O元素结合形成In/Sn-O-N键.ITO不同晶面的O元素含量不同,低能氨离子/基团能够在无择优ITO薄膜表面的各个晶面进行扩散,因此将严重影响其电学性质,导致无择优ITO薄膜电阻率增加约6个数量级.但(100)择优取向ITO薄膜的主晶面为(100)晶面,最外层由In/Sn元素构成,不含O元素.因此(100)择优取向ITO薄膜能够有效地抑制低能氨离子/基团扩散,并保持原始电学性质.最终,(100)择优取向ITO薄膜有望成为理想的有机-无机杂化甲氨铅碘类钙钛矿太阳能电池用透明电极层材料.

ME21稀土镁合金薄板微观组织的多尺度研究

为了获得细化的晶粒和弱化的基面织构,开发高性能镁合金薄板,利用多尺度计算模型对镁合金微观变形机制进行研究是非常必要的.本文采用有限元法对异步温轧工艺过程进行了数值计算,获得了等效塑性应变及应变速率结果,将此结果作为初始边界条件导入到微观黏塑性自洽模型VPSC(visco-plastic self-consistent)中,实现了宏微观多尺度的耦合计算.进一步利用电子背散射衍射EBSD(electron backscatter diffraction)技术对变形后样品的微观组织及织构进行表征,并采用VPSC模型确定了在温轧变形条件下的各滑移系及孪晶的相对开启量.结果表明,随着压下量的增加,并未发生基面织构强化,异步温轧工艺方式为开发稀土镁合金薄板甚至箔材提供了可能.不同的冷却方式下,水冷板材较空冷板材晶粒细化效果更加明显,综合力学性能更好.

日本金属热处理未来发展路线概述

本文概要地介绍日本热处理技术协会在2010年制定的金属热处理未来发展路线(Roadmap)。这套日本热处理发展路线重点回顾了日本在近10年来热处理领域的主要研究课题和研究开发成果,详细地分析了目前日本热处理界所面临的问题,提出了今后热处理领域的发展方向。通过对日本热处理发展路线的了解,可以推测出日本在金属材料、机械、汽车、车辆、船舶、重型机械等产业的发展趋势和未来热处理行业将起到的作用。也期待对促进中国热处理技术和制造业的发展有所借鉴。

Cr12MoV模具钢的回火工艺

对淬火后Cr12MoV钢试样进行不同温度和时间的回火处理,并对回火后试样的力学性能和微观组织进行分析。结果表明,回火时间对试样微观组织结构以及力学性能有显著影响,当回火时间由0.5 h增加到3 h,回火后析出的合金碳化物组织更为细小,回火后试样畸变和残余应力更小,表面硬度分布更均匀;与回火时间相比,回火温度从490℃升至510℃时,回火组织和力学性能变化很小。因此,采用490℃回火3 h可以同时满足提高性能和节能的需要。