半固态7050铝合金材料的触变力学模型

为了系统研究半固态7050铝合金的触变力学行为,采用Gleeble-3500热模拟试验机对SIMA法制备的半固态7050铝合金进行单向压缩试验,利用SPPS数理统计软件拟合材料本构模型,最后通过MSC.MARC软件进行半固态轧制过程的数值模拟。结果表明:7050铝合金的压缩流变应力与温度、应变速率以及应变具有相关性,在0.1~10 s-1的应变速率范围内,流变应力随温度的升高而明显降低,随应变速率和变形量的增大而增大;利用压缩试验测得真应力—真应变关系,可以建立半固态7050铝合金分阶段触变变形的粘塑性本构模型,该模型基于半固态材料的力学特性,并考虑液相分数的影响;模拟计算得到的稳态轧制力约为25 MPa,与实际轧制实验结果基本吻合,证明所建立的本构模型是合理的。     

6063铝合金半固态变形本构模型研究

采用Gleeble3800热模拟试验机,对近液相线半连续铸造方法制备的6063铝合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验,变形温度为888～903K,应变速率为0.1～5.0s-1,研究了变形温度和应变速率对变形行为的影响。结果表明,半固态铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。变形温度和应变速率对峰值应力的影响较稳态应力显著。合金触变压缩流变应力的双曲正弦对数项与热力学温度倒数之间满足线性关系,流变应力与流变速率之间满足双曲正弦关系式。以半固态触变压缩试验结果为基础,建立了6063铝合金的半固态本构关系:σ=e(35.3183-0.03651T)ε-0.07075ε0.05982,通过计算结果与试验结果的比较可知,该模型具有较高的精度。     

半固态AlSi15Cu3MgFe合金铸件触变充型过程的数值模拟

在充分考虑半固AlSi15Cu3MgFe合金触变过程中压力和速度变化特征的基础上,确定模拟计算所需要的基本方程、边界条件以及表观粘度的数学模型,并建立耦合表观粘度的充型模拟方程,计算并分析比较半固态铝合金平板件以及液态铝合金平板件的触变充型过程.结果表明,由于半固态表观粘度随剪切速率增大而下降,从而使半固态铝合金呈现剪切变稀的触变流动特点.最后对两个典型半固态铝合金铸件成形过程进行了模拟计算,进一步验证了半固态金属充型过程的平稳性.     

铝合金半固态加工技术的应用研究

重点介绍了近年来在铝合金半固态坯料制备方面的研究进展以及在半固态触变成形技术工业应用方面的研究开发工作,如复合电磁搅拌制备半固态浆料、多流电磁搅拌半固态连铸技术、铝合金半固态触变压铸成形、铝合金半固态触变模锻成形等,并就其可能的应用领域及发展状况如难铸造合金的铸造成形、变形合金的直接铸造成形、活塞合金的加工成形、变形铝合金的塑性加工进行了讨论。     

连续冷却条件下半固态7075铝合金的流变性能

通过差示扫描量热法确定半固态7075铝合金温度与固相分数的关系,采用Couette型同轴双筒流变仪研究连续冷却状态下半固态7075铝合金浆料的表观黏度及其影响因素。结果表明:在连续冷却条件下,当剪切速率()不变时,冷却速率(v)越大,半固态7075铝合金浆料的表观黏度(ηa)越大;当冷却速率一定时,剪切速率越大,相同温度时半固态7075铝合金浆料的表观黏度越小。对半固态7075铝合金浆料的表观黏度与冷却速率、剪切速率及固相分数(fs)的关系进行数值拟合,为半固态7075铝合金成形的计算机模拟提供了依据:当剪切速率=61.235 s-1时,ηa=(0.21+0.18v)exp(3.99fs);当冷却速率v=4℃/min时,ηa=2.23exp(3.87)exp(-0.01fs)。     

半固态AlSi6Mg2铝合金的触变性

利用Couette型同轴圆桶流变仪研究了等温搅拌的半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的触变性能。试验结果表明：经过连续冷却和等温搅拌，半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的表观粘度逐渐降低，并达到一个稳态值；此时，若停止搅拌并保温静置一段时间，又以某一剪切速率搅拌，半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的表观粘度会突然增加，然后再迅速降低，最后达到一个稳态值，呈现出典型的剪切变稀特性；静置时间越长，合金浆料在开始剪切瞬间的表观粘度越大，同时达到稳态所需时间也越长，其稳态表观粘度值也略有提高；等温搅拌过程中突然增加剪切速率，半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的表观粘度会突然降低，并逐步达到稳态；当剪切速率突然降低时，合金浆料的表观粘度会突然增加，然后逐步达到稳态。而且，剪切速率突然增加之后达到稳态所需要的时间要比剪切速率突然降低之后达到稳态所需要的时间短得多。     

半固态TiB_2增强铝基复合材料的流变性能（英文）

研究半固态TiB2增强Al-Mg合金复合材料浆料的流变性能,对半固态加工过程中的充型模拟是必需的。在一台Searle型流变仪的加热室内,将TiB2增强原位Al-Mg合金复合材料样品再熔化,随后将温度降低到半固态温度范围。为了复合材料的流变性能,进行三种不同的实验:稳态实验、连续冷却实验和等温实验。此外,从实验得到的滞回曲线证实了浆料的触变性。结果表明:当等温保持时,复合材料浆料显示假塑性和剪切变稀行为直到剪切速率达到1300 s-1;在更高剪切速率(1300 s-1)下,它显示出剪切增稠趋势,这可能是由于不可变形的纳米TiB2颗粒的团聚引起的。通过剪切速率的间歇阶跃变化(剪切突变实验)也证实了浆料的假塑性行为。     

汽车用铝合金零件的半固态压铸数值模拟

对采用近液相线铸造法制备的6061铝合金半固态坯料进行热模拟压缩试验,根据试验获得的6061铝合金不同温度与应变速率下的应力—应变曲线,采用多元回归线性方法建立能够表征6061铝合金半固态变形行为的本构方程。根据Stefan等研究学者提出的半固态浆料的表观黏度与热模拟压缩试验中的应变速率等参数间的关系式,对表观黏度和剪切速率之间的关系进行了研究。应用仿真软件ANYCASTING模拟充填速度对6061铝合金半固态触变压铸过程的影响。结果表明:Bingham模型中表观黏度等各个参数的确定符合实际生产经验值,为6061铝半固态合金零件触变压铸过程的研究提供了一定的理论基础。     

流变铸造镁合金AZ31B的热/力模拟

采用双螺旋流变铸造工艺制备了镁合金AZ31B的棒坯,利用Gleeble-3000型热/力模拟机研究了流变铸造和普通连铸棒坯在变形温度为250～400℃,变形速率为0.001～5 s-1,最大变形量为60%时的热压缩变形行为.分析了材料流变应力与变形量、变形温度和应变速率之间的关系,比较了两种不同铸造工艺对热塑性变形行为的影响.结果表明:流变铸造坯料在变形过程中的形变均匀性明显优于普通铸造的,因此不需预处理即可直接进行塑性成型;350℃以上热变形流变铸造坯料的变形抗力明显小于普通铸造坯料的;流变铸造使AZ31B合金的塑性加工性能得到改善;产生这种差别的主要原因是普通铸造坯料组织为粗大树枝晶,而流变铸造坯料组织为细小等轴晶.     

半固态铝合金铸件触变充型过程的模拟

在充分考虑半固态A1Si7Mg合金触变充型过程中压力和速度变化特征基础上，建立耦合半固态表观粘度的三维流场数学模型，确定固定流量的入流边界条件和约束滑动型壁边界条件以及保持入流温度不变的初始条件，并采用SOLA—VOF法对铝合金件的触变充型过程进行了模拟计算。结果表明，由于半固态表观粘度随剪切速率增大而下降，造成局部浆料充型速度的复杂变化，从而使半固态合金呈现剪切变稀的触变成形特点。由于充型时间极短，浆料在充型过程中降温小于1℃。刹车泵体模拟计算结果展示了模拟与实际成形结果的一致性。     

精铸涂料的流杯粘度和流杯粘度计

讨论精铸涂料流杯粘度的流变学原理及其物理和工艺意义。介绍几种常用的流杯粘度计和与之相关的测试方法。     

二元Fe-xC合金熔体的流动性

利用回转振动式高温熔体粘度仪测量了Fe-xC（x＝2.0%～4.3%）合金熔体的动力粘度（μ）.结果表明,共晶Fe-C合金熔体的流动性（1/μ）与温度和熔体的自由体积呈线性关系;在1 350 ℃和1 450 ℃,Fe-xC合金的流动性随C量增加而增强,这与熔体的过热度增大和自由体积增加有关;熔点附近相同过热度（△T=20 ℃）的熔体的流动性随C量的增加而降低,这主要与熔体中的C-C键的增强有关.     

两种模料流变性能的对比分析及应用

对国内3-3-3-1模料（石蜡、硬脂酸、松香的质量分数均为30%,地蜡为10%)和进口美国模料进行了流变性能测试和对比分析。进而指出，注蜡口尺寸、模料温度和压型温度等工艺参数，应根据不同模料的流变特性进行选择。     

Shear viscosity of inorganic glasses and polymers

The viscosity of metaphosphate glasses and polystyrene was measured in the shear deformation mode above and below the glass transition temperature T_g. The temperature dependence of the viscosity above T_g was well expressed by the Vogel–Tammann–Fulcher formula, while two relaxations of thermal activation type appeared below T_g. The overall temperature dependence in both materials was very similar with each other. The relaxation at the lower temperature was found to be sensitive to the internal state of the materials.     

熔模精铸用硅溶胶的粘度性能

分析了与硅溶胶粘度性能相关的各项因素，包括硅溶胶的SiO2含量，温度、pH值和胶粒的形状，大小、致密性、水化层的厚薄、荷电性以及硅熔胶中存在的电解质、高聚物等等。粘度与硅溶胶的微观结构有关，是硅溶胶质量的重要指标。在硅溶胶的生产或使用中，都应对粘度指标有足够的重视。     

双酚A型苯并恶嗪树脂软化-固化性质的研究

通过测试凝胶时间和软化点,优选了一种双酚A型苯并恶嗪树脂的合成工艺：95℃保温3h。测试了该树脂90℃的熔融粘度-时间曲线,熔融粘度稳定在0．5Pa·S。分别研究了该树脂加促进剂和不加促进剂两种情况下温度与凝胶时间的关系。测试了树脂的DSC曲线。试验结果说明：该树脂在200℃存在一个明显放热峰。200℃的树脂固化度大于90％,当温度高于200℃时,树脂凝胶时间的变化开始变缓。     

The impact of fragility on the calorimetric glass transition in bulk metallic glasses

The glass transition of bulk metallic glasses with various fragilities as well as strong oxide glasses is studied using differential scanning calorimetry (DSC). It is found that the liquid fragility determined from equilibrium viscosity measurements is very well correlated with the scaled maximum slope of the DSC heat flow during the glass transition. We compare the correlation found in this work and those correlations with fragility from previous studies on other classes of glass-formers and find that the slope, which describes the curvature of the enthalpy on a reduced temperature scale, is a quantity better correlated with fragility, as it reflects the timescale of the non-equilibrium relaxation and the distribution of relaxation times in the glassy state. The present findings are supported by a recent theoretical report for calculated enthalpy curves with different fragilities from a model of selenium using the enthalpy landscape approach.     

涂料黏度（涂一4）测量结果的不确定度评定

为了评定涂-4黏度测定结果的分散性,根据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》的规定和检测工作经验,通过对检测过程的分析,提出了用涂-4黏度计法进行涂料黏度测量时影响测量结果不确定度的主要因素有:反复测量随机因素产生的不确定度;温度计的示值误差产生的不确定度:秒表的示值误差产生的不确定度;黏度计尺寸偏差产生的不确定度.使用不确定度的A类评定方法和B类评定方法,得出涂-4黏度测量结果的合成、扩展不确定度.     

耐火骨料粒度分布对模涂料性能的影响

研究了石英粉耐火骨料的粒度分布对消失模铸造涂料透气性和粘度的影响,为了得到性能优良的涂料,在配制涂料时应使用粒度集中的耐火骨料。     

DNA超微注射量的温度场控制技术

转基因微注射量的控制技术是个一直困扰着科研人员的难题。本文从微流体的动力学特性入手，提出一个以温度场来驱动并控制DNA微注射液的方案。该方案从理论上推导了微出流量的数学模型，并对硬件实现方案进行了设计。