异形轴套挤压成形数值模拟及模具载荷分析

分析了异形轴套的成形难度,结合Deform软件对异形轴套的挤压成形过程进行数值模拟,研究了零件在预成形过程中的应力场、应变场、载荷的变化情况。根据这些参数的变化分析预成形过程中的各个参数对异形轴套成形的影响,确定了采用冷挤压工艺成形异形轴套的可行性,为异形轴套的实际生产提供理论依据和支持。

材料科学与工程专业综合实验课程教学改革初探

通过课程培养目标、教学方法、实验教学内容及方法、成绩考核方式等方面,介绍了重庆理工大学材料科学与工程专业金属及表面方向"综合实验"的课程培养和教学创新方式,并指出了通过此次综合实验表现出的优势和一些不足之处。

石油管道阀体大锻件晶粒尺寸的数值模拟及实验研究

通过DEFORM-3D三维模拟软件，模拟了石油管道阀体大锻件锤上热模锻成形过程。利用相应的微观组织模型，分析了不同始锻温度对阀体锻件晶粒尺寸的影响，并探讨了阀体锻件成形的晶粒细化机理，同时对晶粒尺寸进行了预测。模拟结果表明：始锻温度为1150和1200℃的阀体大锻件的晶粒细化程度要优于始锻温度为1100℃的阀体大锻件的晶粒细化程度；当初始锻造温度为1150℃时，晶粒细化效果最好，整体锻件平均晶粒尺寸为46．2μm；当初始锻造温度为1200℃时，锻件晶粒发生局部粗化的现象。经生产验证：通过改进始锻温度参数，可以实现晶粒进一步的细化，从而使得产品的机械性能及使用性能提高。

正时齿轮精冲成形工艺及模具优化设计

提出采用精冲工艺进行正时齿轮生产的方法。针对正时齿轮零件结构特点进行了精冲工艺分析,制定了正时齿轮精冲工艺方案,介绍了正时齿轮精冲复合模具结构、工作原理,阐述了精冲复合模具设计的关键点。生产实践结果表明:正时齿轮精冲复合模具结构合理,能制造出符合质量要求的精冲件,生产效率高,产品质量好。

AA2099-T8铝锂合金表面酒石酸-硫酸阳极氧化膜的耐蚀性能

在酒石酸-硫酸溶液中阳极氧化AA2099-T8铝锂合金获得阳极氧化膜,并采用新型绿色封闭工艺对阳极氧化膜进行封孔处理。采用场发射扫描电镜观察阳极氧化膜封孔前后的显微形貌,通过开路电位、动电位极化、电化学阻抗谱及中性盐雾实验研究氧化膜封孔前后的耐腐蚀性能。结果表明:采用酒石酸-硫酸阳极氧化处理能在AA2099-T8铝锂合金表面生成一层均匀、致密的氧化膜,采用新型封闭工艺可在常温下有效封闭氧化膜孔隙;阳极氧化和封孔处理均能提高合金的抗腐蚀能力,但单纯的阳极氧化对合金耐腐蚀性能的提高有限,而阳极氧化+封孔处理能显著提高合金的耐腐蚀性能。

冲蚀速度及沙粒粒径对铝青铜冲蚀磨损的影响

利用旋转式冲蚀试验机对QAl9-4铝青铜在含SiC沙粒的3.5%NaCl中的冲蚀磨损行为进行了研究。结果表明,在介质流速小于28.3m/s时,失重量随介质流速的增加而增大;失重随沙粒粒径变化有明显的转折点,在粒径为0.3mm时材料流失最为显著。沙粒粒径变化引起QAl9-4铝青铜冲蚀磨损行为的变化,小粒径时以犁削磨损为主,大粒径时锻打挤压作用增强的同时犁削磨损作用减弱。

合金相对新型铝锂合金局部腐蚀行为的影响研究进展

新型铝锂合金具有低密度、高弹性模量以及高比强度和高比刚度等优点,在航空、航天等领域应用前景广阔。综述表明含Cu、Li元素高的第二相颗粒对铝锂合金局部腐蚀行为影响最大,此外通过塑性变形并不能有效消除第二相颗粒对合金耐蚀性的影响,因此如何消除或减轻这种影响尚待研究;时效前预变形可促进铝锂合金中T_1(Al_2CuLi)相析出并细化T_1相尺寸,但对θ'(Al_2Cu)和δ'(Al_3Li)相则存在抑制作用;当合金发生不均匀塑形变形时,T_1相的分布将随晶粒取向而发生变化,导致晶粒尺度上的局部腐蚀。

Ag-Au-Cu合金表面张力的理论计算

表面张力对于材料而言是一种关键性的性质,该性能在液态金属和合金的成分设计领域有着十分重要的地位,其对铸造以及键合丝键合时金属凝固过程中表面是否开裂、焊接后焊接处的微观形貌有着决定性的影响。使用Butler模型和Toop模型分别计算金银铜及其对应二元合金在熔融状态下的表面张力并与实验值进行对比,从而为金银键合丝的成分设计起到一定的指导作用。结果表明:采用Butler模型和Toop模型计算出二元以及三元合金的表面张力与实验值相差较小。在1381K下,Ag-Au-Cu三元合金表面张力随Au和Cu含量变化介于0.89392~1.32471 N/m之间,表面张力随Ag或者Cu含量增加呈现单调减小或单调增大的趋势。

保温时间、冷却速率以及预变形对钴金属γ→ε相变行为的影响

研究保温时间、冷却速度以及预变形对金属钴γ→ε相变行为的影响。重点使用电子背向散射衍射技术表征γ→ε转变的微观组织及织构演变行为。结果表明,经过γ→ε转变后金属钴的微观组织结构为双相组织(γ相和ε相):γ相中存在Σ3特殊晶界,ε相中存在70.5°/<1120>特殊晶界;且由于这些特殊晶界的存在,导致晶粒细化和基面织构弱化。保温时间和冷却速度对残余奥氏体(γ相),Σ3晶界以及70.5°/<1120>晶界含量的影响,不存在明显的规律。然而,随着预变形程度的增加,奥氏体含量、Σ3晶界和70.5°/<1120>晶界的含量都随之增加,且晶粒细化及织构弱化效应显著。对γ→ε相变后板条组织的表征,发现不同形态特征的板条组织可由块状和三角形为基本单元所构成。

晶粒尺寸对CoCrNi中熵合金力学性能、摩擦磨损性能及腐蚀性能的影响

采用电子背散射衍射仪和扫描电子显微镜研究晶粒尺寸对等摩尔比CoCrNi中熵合金力学性能、摩擦磨损及耐腐蚀性能的影响。结果表明:相比较于铸态样品(粗晶,123.56μm),再结晶样品(细晶,5.93μm)具备更优异的强韧化协调性能,其抗拉强度达816.46 MPa,伸长率达59.15%。这归因于晶界面积的增加和退火孪晶的出现,使变形过程中位错滑移受阻。细晶样品的摩擦磨损性能显著提高,摩擦因数、磨损率和磨损体积均降低(分别降低约63.5%、54.7%和54.7%),这是由于在摩擦磨损过程中其氧化膜相较于粗晶粒氧化膜表现更加稳定。在中性、酸性和碱性溶液中,细晶样品的自腐蚀电位分别提高0.041、0.005和0.049 V;而自腐蚀电流则分别降低2.88×10-8、0.34×10-5和2.82×10-8A,且其表面形成更致密、更厚的钝化膜。因此,细晶样品在中性、酸性和碱性溶液中具有更优异的耐腐蚀性能。这是由于细晶导致晶界长度增大,从而减小自腐蚀电流,而且晶界密度的增加有利于Cr元素的扩散,产生更多的形核位置形成钝化膜。

基于元胞自动机的金属静态再结晶行为研究进展

静态再结晶是材料变形后通过热处理来改变组织状态的重要现象。本文重点综述总结了金属静态再结晶行为的数值模拟研究,首先简要介绍了计算材料科学中常用的元胞自动机(Cellular automata,CA)模拟方法,然后分别对元胞自动机模拟的动力学模型和物理模型发展进行详细综述,并分析总结了近年来元胞自动机在金属及其合金静态再结晶行为研究中的应用现状。最后,就金属静态再结晶行为的元胞自动机模拟研究提出相关建议。

电解液成分对7075铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化膜结构及性能的影响

研究了硫酸及酒石酸浓度对7075铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化膜的结构和性能的影响。在酒石酸-硫酸阳极氧化(TSA)体系中处理7075铝合金,采用场发射扫描电镜、纳米压痕仪、电化学阻抗谱等先进分析表征技术研究阳极氧化膜的结构、性能和成膜效率。结果表明:随着酒石酸(或硫酸)浓度的增加,阳极氧化膜的成膜效率及耐蚀性均先升高后降低;当不添加酒石酸或浓度较低时,且硫酸浓度较高时,电解液对阳极氧化膜的溶解作用显著增强,出现疏松的氧化膜结构,当酒石酸浓度为0.5 mol/L、硫酸浓度为120 g/L时获得的阳极氧化膜的综合性能最好。

垃圾焚烧炉15CrMo钢管表面激光熔覆NiCrMo合金涂层的耐高温腐蚀性能

利用激光熔覆技术在垃圾焚烧炉15CrMo钢管表面制备NiCrMo合金涂层,在垃圾焚烧厂高温腐蚀模拟环境中研究了涂层的耐高温腐蚀性能。结果表明:激光熔覆NiCrMo合金涂层均匀、致密,与基体呈冶金结合;涂层在生活垃圾焚烧厂高温腐蚀模拟环境中腐蚀72 h后的质量损失率为119.02 g·m-2,仅为基体的40%,说明涂层具有优异的耐高温腐蚀性能,这主要与腐蚀过程中生成的Cr2O_(3)、Fe2(MoO4)3和NiO氧化物有关。

工程认证背景下材控专业人才培养模式探索

为了适应新形势下科技界与产业界对能解决复杂工程问题的优秀工程技术人才的迫切需要,国内各高等院校都将优秀工程人才的培养问题置于高等教育急需解决的问题之首位。本文首先论述了优秀工程人才培养的重要性与迫切性,随后结合工程教育专业认证的核心理念与培养目标,以重庆理工大学材料成型及控制工程专业为例,介绍了其在课程教学体系改进、毕业生培养质量评价及反馈机制建设和实践教学领域所作的相关探索,旨在为本专业优秀工程人才的培养提供方向上的引导。

Mg-Li合金塑性加工方法的研究现状及展望

锂元素的加入使镁合金的结构发生了变化,也使其变形能力得到提升。本文分析了Mg-Li合金的特点以及其存在的不足,综述了近年来Mg-Li合金挤压、轧制、锻造的塑性加工研究成果。最后展望了Mg-Li合金塑性加工的未来发展。

Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr稀土镁合金室温包套压缩变形行为及变形机制

在室温条件下对固溶处理的热挤压态Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr稀土镁合金分别进行单轴压缩与包套压缩实验,采用光学显微(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微(TEM)等研究了该合金在变形后的微观组织。合金在单轴压缩条件下的最大变形量为18%,而在包套压缩条件下的最大变形量高达32%。结果表明:该合金在两种变形条件下的微观组织演化规律类似,即均会因协调塑性变形的需要而产生{1012}拉伸孪晶和{1121}拉伸孪晶,且前者的数量多于后者。同时,在变形过程中晶粒c轴向压缩方向的聚集程度逐渐增大。在18%变形量条件下,包套压缩试样的位错密度(0.2728 nm^(−2))明显高于单轴压缩试样的位错密度(0.1796 nm^(−2));在18%变形量条件下的单轴压缩试样中,主要激活的位错类型为〈a〉位错,而〈c+a〉位错数量较少;而在包套压缩试样中,〈c+a〉位错被大量激活来承载塑性应变,进而导致Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr稀土镁合金的室温塑性显著提升。

工程认证背景下材控专业实践教学研究

工程实践教学是高等院校材料成型及控制工程专业学生培养体系的不可或缺组成部分。然而,目前我国的高等院校太过于重视对学生科学技术知识的培养,而忽视了实践教学在高等工程教育人才培养中的地位,进而造成高校培养质量与市场需求存在严重脱节。在工程教育专业认证的新形势下,基于成果导向的工程教育理念更为强调实践教学的重要地位。本文主要以重庆理工大学材料成型及控制工程专业为例,详述了其在工程教育专业认证背景下,在实践教学领域所做的有价值探索。

初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制。方法通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能。结果经过多道次交叉轧制后,不同初始晶粒尺寸的板材均发生了孪生现象,但粗晶板材的晶粒尺寸仍明显大于细晶板材。退火处理后,细晶退火态板材组织均匀性较好,而粗晶退火态板材的组织虽有细化,但并不均匀。随着交叉轧制次数的增加,两种板材内非基面取向晶粒都有所增加。退火后粗晶板材中非基面取向晶粒更多。结论晶粒细化和晶粒取向强化导致退火后的交叉轧制细晶镁合金板材具有更高的强度。粗晶板材伸长率较高主要与其具有更多的非基面取向晶粒有关。

Nb-V-Ti含量对FeCoNiCrMn系高熵合金析出规律热力学模拟

采用Thermo-Calc软件模拟分析Nb,V,Ti含量对FeCoNiCrMn系高熵合金第二相析出的规律。结果表明:Nb含量明显促进C14-Laves相析出,对FCC-L12相、SIGMA相析出影响较小;V含量对三种相析出影响都较小;Ti含量明显促进FCCL12相析出,对SIGMA相、C14-Laves相析出规律影响较小。其中FCC-L12相产生第二相强化,视为有益第二相;SIGMA相、C14-Laves相是脆性金属间化合物,视为有害第二相。通过控制Nb,V,Ti元素含量,减少有害第二相产生,对有益第二相高熵合金材料的获得具有重要理论指导意义。

材料液态成形原理课程教学改革思索与实践

材料液态成形原理课程是材料成型及控制工程专业一门重要的专业基础课程。该课程具有教学内容较多、专业知识理论与概念抽象性较强的特点,课程学习和教学的难度较大。为了进一步提升材料液态成形原理课程教学质量,有必要对其进行教学改革。本文通过优化教学内容、丰富教学方法、改进考核方式等手段,对材料液态成形原理课程教学改革进行了探索与实践,并取得了较好的教学效果。