SIMA法工艺参数对半固态5083合金组织及成分偏析的影响

采用大挤压比热挤压为预变形方式的SIMA法制备了5083铝合金半固态坯料,研究了挤压比、等温热处理温度与保温时间等工艺参数对半固态坯料微观组织演变的影响,并通过SEM和能谱线扫描分析了等温热处理温度对5083铝合金主要元素成分偏析的影响规律。结果表明,SIMA法制备5083铝合金半固态坯料的微观组织受工艺参数影响较大,当挤压比为17.36,等温温度为605～610℃,保温时间为15～20min时,可以获得较理想的5083半固态坯料。另外,5083铝合金中Mn元素的分布基本不受等温热处理温度影响,但Al、Mg元素的分布受温度影响较大,等温温度越高,偏析越严重;在晶界处偏析的低熔点相主要由Mg元素构成。     

挤压铸造Al-7.2Zn-2.2Mg-1.8Cu合金的偏析

通过对Al-7.2Zn-2.2Mg-1.8Cu合金进行直接挤压铸造成形,研究了挤压铸造过程中凝固组织偏析的分布规律。结果表明,挤压铸造凝固组织存在较为严重的宏观和显微偏析,压力作用导致铸件心部富含溶质元素,形成宏观异常偏析;晶内枝晶和晶间共晶相成分差异形成显微偏析,且挤压铸造提高了凝固速度,降低了显微偏析的程度。     

Al-Cu-Mg-Mn合金触变成形显微组织演变与偏析行为（英文）

采用再结晶与重熔法(RAP)制备一种Al-Cu-Mg-Mn合金(2024)半固态坯料,研究间接触变成形过程中的显微组织演变和偏析行为。结果表明:对商用挤压态2024铝合金进行二次重熔处理,可以直接得到具有细小球晶组织的半固态坯料。在间接触变成形过程中增加底部区域厚度可以得到更好的应力分布状态。在三向压应力条件下,构件不同区域的显微组织较为均匀,没有发现明显的固液偏析和微观缩孔,而且柱体处的晶粒产生了明显的塑性变形。构件不同位置的力学性能和显微组织呈现出良好的对应关系。此外,还讨论了成形过程中的变形机制分布规律,并且提出了一种优化成形应力分布状态的工艺方法。     

半固态挤压铸造ZCuSn10铜合金的组织演变

对ZCu Sn10铜合金坯料进行液态浇注和半固态挤压成形,通过组织演变的分析,研究不同工艺对ZCu Sn10铜合金半固态挤压液固协同流动性的影响。结果表明,不同工艺对ZCu Sn10铜合金挤压组织液固协同流动性影响不同,在930℃保温40 min挤压速率为12 mm/s可获得固液协同流动较好的挤压成形件组织。相同挤压工艺条件,半固态挤压成形件各个位置组织差异较大。近冲头位置保持初始半固态组织;试样中部位置为固液两相共存的半固态组织、固相颗粒圆整度较高;试样最前端的微观组织中以液相为主,固液两相分布均匀性较差。     

镁合金ZK60-RE半固态坯的微观组织演变

采用常规铸造法和等径道角挤压分别制备了镁合金ZK60-RE半固态坯;用金相显微镜研究了2种半固态坯料在等温热处理过程中的微观组织演变。结果表明：与传统铸造方法制备的半固态坯相比,采用等径道角挤压制备的半固态坯的晶粒细小、圆整,适合于半固态成形。在等温热处理过程中,2种坯料晶粒粗化的机制是合并长大和Ostwald长大。铸态坯料晶粒液相来源于非平衡凝固时在晶内产生的共晶组织,以及在随后的合并长大过程中晶粒所包裹的液相。随着保温时间的延长,铸态坯料的晶粒尺寸变化情况是：增大、减小然后又增大;而挤压态坯料的晶粒尺寸呈单一增大趋势。     

半固态5083铝合金压缩变形行为及组织特性

采用Gleeble 3500热模拟试验机,分别对铸态和SIMA法制备的半固态5083铝合金压缩变形行为进行了研究,并结合压缩后的宏观形貌和显微组织对液相的流动规律进行了分析。结果表明,变形温度和应变速率是影响5083铝合金半固态坯料热压缩变形的两个重要参数;在半固态温度区间压缩变形时,铸态坯料整体应力水平明显高于SIMA法制备的半固态坯料;而在固态温度区间内高温压缩变形时,二者流变应力曲线特征相似,半固态坯料没有明显优势;两种不同状态5083铝合金固液两相区压缩变形时,存在3个典型变形区域,半固态组织中液相均匀分布于晶粒晶界处,而铸态组织中液相分布位置极不均匀,半固态5083铝合金压缩变形后试样的致密度和均匀性优于铸态材料。     

H13钢热锻模具早期失效分析

通过对失效的H13热锻模具钢化学成分、宏观形貌及显微组织的检测,分析其失效原因。结果表明,该模具的失效形式属脆性断裂;失效模具钢中V含量偏低,而Si含量偏高,组织中存在大量块状组织,模具坯料(退火态)组织存在较为严重的偏析区,属于不合格组织。成分超限和组织偏析是造成模具早期失效的主要原因。     

Failure analysis of HI3 steel hot-forging die for earlier damage

通过对失效的H13热锻模具钢化学成分、宏观形貌及显微组织的检测,分析其失效原因。结果表明,该模具的失效形式属脆性断裂;失效模具钢中V含量偏低,而Si含量偏高,组织中存在大量块状组织,模具坯料（退火态）组织存在较为严重的偏析区,属于不合格组织。成分超限和组织偏析是造成模具早期失效的主要原因。     

冶金因素对SAE52100长圆柱体淬火畸变的影响

钢件淬火会导致其产生复杂且难以预测的尺寸和形状改变(畸变)。甚至用同一块坯料不同部位的材料制作的零件,其淬火过程中发生的畸变行为也大不相同。这是由于若干引起畸变的潜在因素(如合金元素、偏析、残余应力和相组成等)不均匀分布所造成的,而这些潜在因素作用的累积贯穿于零件制造的全过程。本文研究了合金元素的分布和偏析对淬火畸变的影响。研究用试棒为用直径45 mm的SAE 52100钢棒料加工成的不同直径圆柱体,并将其编号,以便分辨其在原棒料上的确切位置。然后将试棒装入通氮气保护的井式炉加热奥氏体化,随后进行喷气淬火。测量结果表明,试棒在淬火过程中的尺寸变化与其在坯料中的取样位置密切相关,而试棒的弯曲程度和方向与取样位置和直径之间没有显著的关联。     

静液压挤压中坯料和挤压杆的运动—金属挤压液压机动态特性的研究(三)

前言就一般金属挤压加工来说,挤压筒里的坯料是靠挤压杆直接在其端面上加压并使其从挤压筒一端的挤压模中挤出。至于静液压挤压加工,则挤压杆不直接作用在坯料上,而是通过与坯料一起放入挤压筒的压力介质,把挤压力传到坯料上进行挤压加工。由于坯料与挤压杆之间存在压缩性的介质,因此坯料运动与挤压杆运动不完全相同。迄今虽然对静液压挤压中的动态特性进行了分析,但很难说阐明了坯料     

喷射成形球墨铸铁的显微组织

球化不良的铸铁和球墨铸铁经重熔喷射后形成了组织致密、石墨细小、均匀分布的球墨铸铁,且晶粒均匀细小,无成分偏析,球墨铸铁组织显著改善。     

大口径厚壁管热挤压过程中晶粒组织均匀性数值模拟

通过对Deform-3D软件二次开发,模拟研究了新型节镍奥氏体耐热钢21Cr-11Ni-N-RE大口径厚壁管热挤压过程中晶粒演变规律,并引入晶粒组织不均匀因子Z,评估了不同坯料预热温度、挤压速度、挤压比下晶粒组织均匀性。结果表明:增加坯料预热温度、提高挤压速度、增大挤压比均使得晶粒组织不均匀因子Z降低,即有利于提高晶粒组织均匀性。通过正交优化合理选择了热挤压参数,并实际获得了具有均匀晶粒组织的大口径厚壁管。晶粒组织的有限元模拟结果与实际测量值吻合较好,验证了有限元模型的正确性与可靠性。     

TiC／Ti复合材料的高温塑性变形行为及微观组织

采用液相烧结法（LPS）制备了TiC／Ti复合材料，借助X射线衍射（XRD）分析了复合材料的相构成。对TiCFFi复合材料进行了高温压缩和高温挤压实验，利用扫描电镜（SEM）和光学显微镜（OM）分析了复合材料高温变形前后的微观组织。实验结果表明：基体Ti与烧结助剂中的Cu发生反应生成玻璃相TiCu2。在高温塑性变形过程中，由于液相TiCu2的存在，使复合材料表现出良好的高温塑性变形能力，压缩率达到72．9％，挤压比为16：1：复合材料高温塑性变形后，材料中的孔洞明显减少，致密度得到提高，组织成分保持稳定：处于液相状态的TiCu2高温挤压后，细化成尺寸为1μm～2μm的小颗粒，均匀分布于基体Ti颗粒的周围。     

螺旋磁场对Pb-80Sn合金凝固组织的影响

对比分析了电磁搅拌磁场形式与强度对Pb-80Sn过共晶合金凝固组织及宏观成分偏析的影响。结果表明,螺旋磁场能够促进合金熔体在更大区域内流动,促使温度场、溶质场更均匀分布,从而改善合金凝固组织及成分偏析。搅拌频率一定时,旋转磁场和螺旋磁场在电流分别为125A和100A时对铸锭凝固组织的改善效果最好,晶粒尺寸由无磁场时的247.5μm分别减小为152.6μm和143.2μm;在电流为125A时两种形式磁场在改善成分偏析方面具有最佳效果,Sn含量差值分别由无磁场时的9.71%减小到1.37%和0.28%。     

浇注温度和ECAP对铝合金坯料组织的影响

采用近液相线法结合新SIMA法复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,研究了浇注温度、等径角挤压（ECAP）和半固态处理温度、时间对坯料组织的影响。结果表明,适当的工艺参数可以制备出球状初生α—Al相晶粒的半固态A356铝合金坯料,其中较合理的工艺参数为：近液相线浇注温度为610℃,半固态保温温度为580℃,半固态保温时间为20min。     

坯料处理方式对纯钛挤压棒材组织及性能的影响

采用正向挤压法分别对铸态及锻态纯钛坯料进行挤压对比试验,研究了经两种不同方式处理的坯料对挤压棒材组织及性能的影响。结果表明,铸态挤压坯料有粗大的柱状晶,金属协调变形性差,挤压后棒材表面质量较差且有连续的沟槽等缺陷;经过锻造的挤压坯料具有等轴组织,变形时金属流动更加均匀,挤压后的棒材表面光滑平整,力学性能优良。     

6005A铝合金型材挤压焊缝力学性能与显微组织研究

通过测试6005A铝合金型材的力学性能以及观察挤压焊缝与母材的显微组织,判断铝合金型材的薄弱位置,研究薄弱位置力学性能与显微组织的差异及其产生原因.结果表明:挤压焊缝与母材显微组织均为Mg2Si,均匀分布于铝基体中,但挤压焊缝处Mg2Si更粗大,分布更杂乱.挤压焊缝处晶粒形状主要为条状晶粒及细小的等轴晶粒,平均晶粒尺寸为15.5μm.在热挤压过程中,挤压焊缝处晶粒尺寸的不均匀性增大,晶粒间在变形时的协调性变差,在拉伸过程中易产生裂纹导致材料强度降低,成为铝合金型材的薄弱位置.6005A铝合金型材硬度平均值为88.176 HBW,最小值为81.7 HBW且出现在挤压焊缝处.取样位置6断后伸长率最小(4.5％),判断取样位置6为该型材最薄弱位置.     

内六方通孔圆柱螺栓精密冷挤压成形工艺研究

针对内六方通孔圆柱螺栓的几何特点,借助于有限元模拟分析与冷挤压成形实验,对圆管坯料采用六棱柱芯棒冷镦挤成形与冷正挤压成形两种成形工艺在金属流动、成形缺陷以及成形载荷方面进行了比较分析。结果表明:采用冷镦挤工艺成形方法,内六方通孔充填不饱满、法兰部分容易出现折叠缺陷,成形载荷大。相较而言,正挤压工艺成形载荷小,法兰部分金属过渡流畅,没有形成裂纹、褶皱等缺陷,所得成形工件满足几何形状及尺寸要求,成形效果好。研究表明正挤压成形工艺是适用于内六方通孔圆柱螺栓大批量生产的一种成形工艺。     

基于微观遗传算法优化法兰滑套成形工艺

基于DEFORM-3D平台,采用拉丁超立方抽样设计,以法兰滑套预成形坯料角度、圆角半径、底面半径为设计变量,将挤压成形最大载荷、凹模累积磨损量作为优化目标,设计了试验表,并对试验表中的每组数据进行数值仿真,最终得出每组数据对应的最大载荷、凹模累积磨损量。应用MATLAB软件编写微观遗传算法程序,对目标设计变量进行优化,得出坯料角度为29°,圆角半径为14.5 mm,底面半径为82 mm时为最佳优化条件。将优化后的坯料进行数值仿真并进行工业试制,经与原生产工艺进行对比发现,法兰滑套挤压成形的最大载荷从614 k N降低到496 k N,凹模寿命从3000件提高到4000件。     

棒材连续挤压流动特征的模拟与实验研究

为解决棒材连续挤压过程中坯料流动不均匀的问题,利用物理模拟与数值模拟相结合,将模拟结果与实际产品金相组织进行对比,获得连续挤压过程中坯料的流动特征.在物理模拟阶段,为了更直观地展现连续挤压过程中坯料的具体流动特征,采用黏土模拟高温条件下的黄铜合金,并基于自行设计的物理模拟装置挤出黏土棒材,将挤出的黏土棒材取横纵切片进行...