K60、X80管线钢连铸坯的高温塑性

采用Gleeble 1500型热模拟试验机研究了K60、X80管线钢连铸坯在1 350～650℃、1.0×10~(-3)s~(-1)应变速率下拉伸时的高温塑性。结果表明:两种钢坯的第Ⅰ脆性区间为熔点～1 300℃;在高温区1 300～900℃时两种钢的塑性均很好,没有产生明显脆化;第Ⅲ脆性区间为900～700℃,该区域可分为γ单相区和γ+α两相区两部分。     

生产ER5356铝合金焊丝用连铸连轧杆原料的热塑性

以进口生产ER5356铝合金焊丝用连铸连轧杆原料为研究对象,采用高温拉伸试验研究了不同温度(250～550℃)下连铸连轧杆的高温强度、塑性变化规律,并观察了断口形貌,得到最佳热塑性温度区间.结果表明:随着温度升高,该连铸连轧杆的高温强度呈单指数降低趋势,断后伸长率增大,断面收缩率变化不大,说明该连铸连轧杆具有较好的高温塑性;随着温度升高,晶界弱化,沿晶断裂区域面积增加,拉伸断口形貌由韧窝变为韧窝+脆性沿晶断裂混合形貌,最后完全变为脆性沿晶断裂形貌;ER5356铝合金连铸连轧杆的最佳热塑性温度区间为375～525℃.     

高强钢焊接熔池三维凝固塑性模型的建立

采用高速摄影技术并辅以计算机数据采集系统，通过横向变拘束热裂纹试验方法，改变试件加载过程中的变形速度，较系统地研究了金属在凝固过程中的塑性变化规律。成功地建立了高强钢焊接熔池三维凝固塑性模型，并就变形速度对金属凝固塑性的影响机理进行了讨论。结果表明，变形速度是导致焊缝金属热裂的重要因素，它是通过金属凝固过程中不同的变形方式影响金属在脆性温度区间内的变形能力，从而影响到焊缝金属在脆性温度区内热裂纹的启裂时间、启裂温度、临界应变量以及脆性温度区范围     

高温条件下DP780的成形性能仿真研究

以DP780钢为研究对象,利用MT5105试验机在400～600℃温度区间内进行单向热拉伸实验。基于Norton-Hoff模型建立了表征DP780在高温条件下流变特性的塑性本构方程,并采用热力耦合方法,利用ABAQUS软件进行了U形件的冲压仿真分析研究。结果表明:在高温条件下,双相钢的流变应力明显降低,塑性增强,并且随温度升高,最小厚度值越来越小,回弹量角度越来越小,凸模力变化越明显;在冲压过程中,受变形热及摩擦热的影响,板料的温度并非持续降低;综合考虑多方因素影响,得出500℃为DP780较为合适的成形温度。     

锻态超级双相不锈钢的高温拉伸塑性

用Gleeble-3800热变形模拟试验机研究了锻态00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢在900～1 300 ℃时的高温拉伸塑性和高温变形组织特征.结果表明:温度对锻态超级双相不锈钢的热塑性影响显著,在1 100～1 200 ℃具有良好的热塑性,在1 200 ℃时断面收缩率最高达到70%,温度超过1 200 ℃后,热塑性下降明显;高温固溶处理对该不锈钢的热塑性有很大的影响,固溶处理温度为1 100 ℃时,热塑性提高.     

4Cr5MoSiV1热作模具钢的热变形行为与热加工图

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对4Cr5MoSiV1热作模具钢进行单道次等温压缩试验,研究了其在变形温度750~1050℃,应变速率0.001~0.1s^-1条件下的热变形行为,并观察变形后的显微组织;根据试验得到的真应力-真应变曲线,构建了03真应变下的Arrhenius高温本构模型,并在动态材料模型基础上绘制了热加工图,从而得到该钢的合理热加工区间。结果表明:4Cr5MoSiV1钢的变形抗力随变形温度的升高或应变速率的降低而显著降低;4Cr5MoSiV1钢的热变形激活能为59452 kJ·mol^-1;在试验参数范围内,4Cr5MoSiV1钢合理的热加工区间为变形温度1050℃、应变速率0.001~0.01s^-1,此时组织中的碳化物细小且弥散分布,第二相强化效果显著。     

新型TA32钛合金板的高温拉伸变形行为

在变形温度650～850℃、应变速率0.001～0.100s-1条件下对TA32钛合金板进行高温拉伸试验,研究了变形温度和应变速率对合金高温拉伸变形行为的影响;基于修正的Hooke定律和Grosman方程建立TA32钛合金的高温流变本构方程并进行试验验证。结果表明:TA32钛合金的流变应力受变形温度和应变速率的影响显著,变形温度的升高和应变速率的降低均会使流变应力减小;在变形温度650℃、应变速率0.100s-1下,合金的抗拉强度为680 MPa,约为常温抗拉强度的80%,合金仍具有较高的强度;当变形温度由750℃升至850℃时,合金伸长率的增长幅度和强度的下降幅度均较明显,合金塑性较好;采用建立的高温流变本构方程计算得到的真应力-真应变曲线与试验结果基本吻合,其相关系数和平均相对误差分别为0.979 4和11.1%,该本构模型可较好地描述TA32钛合金的高温拉伸变形行为。     

11Cr3W3Co钢在不同温度下拉伸时的锯齿流变行为

在应变速率为5×10~(-5)～2×10~(-4)s~(-1)范围内以及不同温度(25～700℃)下对标准热处理态11Cr3W3Co钢进行拉伸试验,分析了不同温度下出现的锯齿流变行为。结果表明:在285～325℃区间出现了正常PLC效应,锯齿形成激活能约为124kJ·mol~(-1),锯齿流变主要由固溶的置换原子铬与运动位错之间相互作用引起;在325～365℃区间出现了异常PLC效应,这一方面是因为随着拉伸温度升高,溶质原子的扩散能力增强,以至于原子气团不能稳定存在,导致动态应变时效作用减弱,另一方面是因为随温度升高,析出相开始成为溶质原子的湮没源,使得锯齿消失;在高温下,强度的急剧降低和塑性的急剧升高说明动态回复在塑性变形过程中起到主要的作用。     

SA508GR.3钢热变形行为及加工图研究

采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机研究SA508GR.3钢在应变速率为0.01~1 s~(-1)、变形温度为900~1 100℃条件下的热变形行为。讨论变形温度和应变速率对流变应力的影响规律,并获得SA508GR.3钢的热变形激活能和热变形本构方程。基于动态材料模型,建立起SA508GR.3钢的加工图,研究发现SA508GR.3钢的功率耗散效率η在0.1~0.5之间,当功率耗散效率η高于0.3时,在1 050~1 100℃的区间内,将发生动态再结晶。     

T10A碳素工具钢的超塑性

本文对T1OA工具钢的超塑性工艺作了介绍,探索了预处理工艺、变形温度和变形速度对超塑性效应的影响。试验结果表明,该钢经780℃的三次循环淬火,在温度为680℃,应变速率为2.0×10~(-4)S~(-1)的变形条件下获得最大延伸率为415％,m值为0.48。     

耦合温度效应晶体塑性的TWIP钢变形行为研究

为探究TWIP钢高温条件下的塑性变形机理,建立了耦合温度效应的晶体塑性本构模型,考虑温度对TWIP钢滑移和孪生的影响,提出了耦合温度效应的流动法则和硬化法则。结合在500 ℃和750 ℃条件下的原位SEM高温拉伸试验,建立了描述TWIP钢热变形过程的晶体塑性有限元模型。模拟获得不同温度条件下的应力应变曲线、应变硬化率和孪晶体积分数与试验结果相吻合,验证了该模型的正确性。进而,基于所建立的模型研究了温度对TWIP钢塑性变形过程滑移、孪生演化及应变硬化过程的影响规律,结果表明：滑移阻力、孪生阻力和应变硬化率随温度的升高呈不均匀降低的趋势,且断后伸长率呈现降低的趋势,由25 ℃时53.4%降低至750 ℃时16.5%。同时,随温度升高,孪生受到抑制,但滑移受温度的影响较小,表现为滑移主导的塑性变形机制。     

Mg97Zn1Y2镁合金的高温磨损行为

对Mg97Zn1Y2合金的室温磨损行为已有研究,但是缺乏高温磨损研究,探究该合金高温磨损行为是非常必要的。采用MG-2000型销-盘磨损试验机对Mg97Zn1Y2合金进行磨损试验,试验温度范围为20~200℃,加载范围为20~320 N,探究不同温度以及载荷对Mg97Zn1Y2合金磨损行为的影响。根据试验数据绘制不同温度下的磨损率曲线;应用SEM观察磨损表面形貌,应用EDS分析磨损表面的化学成分,划分磨损区间。结果表明：随着温度的升高,Mg97Zn1Y2合金的磨损率随载荷的增加而上升得更加显著,磨损行为可以分为轻微磨损和严重磨损两个阶段：轻微磨损阶段的磨损机制为：磨粒磨损、剥层磨损、氧化磨损;严重磨损阶段为严重的塑性变形和表面熔化。绘制了磨损机制转变图,划分该合金的安全工作区间,为该合金在高温下的摩擦学应用提供有益参考。     

固溶时效热处理制度对TC4饼材组织性能的影响

通过改变固溶时效温度对T C4钛合金饼材进行研究,用金相显微镜观察了其微观组织形貌,测试了力学性能。结果表明：在相变点以下930℃、950℃和970℃温度下固溶,530℃/6 h时效,随着固溶温度的升高,饼材初生α晶粒逐渐长大,强度先升高后降低,塑性先降低再升高;在相变点以上990℃/1 h固溶,530℃/6 h下时效后,饼材出现魏氏组织,强度和塑性均大幅下降;在950℃/1 h固溶,530℃/6 h下时效后, T C4饼材的组织均匀,力学性能达到良好的匹配。     

基于ANSYS的齿轮测量机机械部件的温度场分析

随着齿轮测量机在生产车间内逐步普及应用,对其精度的要求也越来越高。在众多影响因素中,车间内温度变化对仪器的影响不可忽视,这需要进一步分析整体仪器在不同环境温度下的温度场分布情况。阐述了利用Pro/E软件对齿轮测量机进行实体建模,再以IGS格式导入到ANSYS软件中,从而分析得出在环境温度为20 ℃～25 ℃齿轮测量机机械部件的温度分布,最终得到环境温度变化对测量精度的影响,为以后进一步分析热变形齿轮测量机几何精度的影响奠定了基础。     

基于混合材料模型的颗粒增强钛基复材高速磨削温度研究

针对颗粒增强钛基复合材料（Particulate reinforced titanium matrix composites,PTMCs）高速磨削加工,建立一种三维混合材料磨削温度场有限元仿真计算模型,既考虑了Ti-6Al-4V基体材料特性,又包含了材料内部的TiC增强颗粒,由此分析了高速磨削过程中温度场特征及其演变规律。结果表明：基于三维混合材料模型的PTMCs磨削温度预测值与试验值相差小（为8%以下）,而基于普通均质材料模型的磨削温度预测值与试验值相差大（为16%以上）。PTMCs工件表面磨削温度随着磨削用量的增加逐渐上升。当砂轮线速度为120 m/s、工件进给速度为6 m/min时,磨削深度从20 μm增加到100 μm,PTMCs工件表面磨削温度从346℃增加到987℃,温度梯度值从1 070~624℃/mm增加到1 570~1 310℃/mm。磨削温度及其分布梯度对PTMCs亚表层显微组织变化层深度存在显著影响,磨削深度从40 μm上升到80 μm,显微组织变化层深度从22 μm增大到40 μm;当磨削深度进一步从80 μm增加到100 μm时,显微组织变化层深度增加到53 μm。     

一种新型切削温度感知智能刀具研究

面向切削状态监测和加工工艺智能优化对切削温度在线精确感知的需求,利用负温度系数热敏陶瓷的阻温特性和结构陶瓷的高耐磨性,设计了一种基于异种陶瓷复合的新型温度感知刀具,并通过微波烧结技术制造了该智能刀具,最后基于刀具上3个测温点的温度值对刀具切削区温度场进行了重构。该温度感知智能刀具最高感知温度>700℃,响应迅速。在v_c=150 m/min、a_p=1.0 mm、f=0.075 mm/r干式车削镍基高温合金GH4169时,刀具在25 s达到热平衡,刀具上3个测温点的温度值分别为425℃、204℃和188℃,刀具最高温度出现在前刀面靠近主切削刃位置,最高温度达1579℃,整个刀尖区域的温度不低于1 000℃。     

单热源作用下滚珠丝杠的温度场建模与热误差预测

研究了滚珠丝杠在单热源作用下的温度场模型,以便快速、准确地预测滚珠丝杠的热误差.根据丝杠的导热方程,在合理修改边值条件的基础上,建立滚珠丝杠的温度场理论模型,引入随温度变化的参数α’修正该模型,并提出模型参数的辨识方法.结合机械热变形理论,用所建立的温度场模型预测滚珠丝杠的热误差,进行温度场模型参数辨识实验和模型预测效果的验证实验.结果显示:基于温度场模型预测的温升值与实验测得的温升值之间的最大误差为0.8℃;热误差预测结果与实测结果的最大误差为3.8 μm.结果表明所建立的温度场模型可以较准确地反映滚珠丝杠在单热源作用下的温度分布,进而可以较准确地预测滚珠丝杠的热误差.     

偏导射流伺服阀前置级温度特性

利用Fluent软件对偏导射流伺服阀前置级流场进行三维数值模拟,对衔铁组件进行热流固耦合仿真模拟,根据模拟结果分析了入口油温不同时,左右接收腔压力、前置级液动力、黏性热效应以及各组件尺寸的变化情况.通过对比不同入口油温下流场的压力分布,发现温度升高会引起左右接收腔压力升高;左右接收腔压差随温度变化的曲线表明,前置级受到...     

基于红外热成像的镁合金疲劳裂纹扩展的研究

采用红外热成像技术监测疲劳裂纹扩展过程中试件表面温度的变化情况,对AZ31B镁合金板材室温下的疲劳裂纹扩展特征进行研究。分析疲劳裂纹尖端温升值与裂纹长度的对应关系,试件表面温度分布差异与裂纹扩展趋势的关系,探索镁合金材料疲劳裂纹扩展的规律。试验结果表明,疲劳裂纹扩展过程中,镁合金表面温度变化经过一个升温、降温的过程,在稳定扩展阶段,温度变化不大,在快速扩展阶段,温度呈明显上升趋势。三组试件最高温升值分别为A试件10.89℃、B试件15.19℃、C试件12.37℃。裂纹尖端及其附近组织观察发现,裂纹尖端发生转向,裂纹总体为穿晶断裂,并伴随少量沿晶断裂,在裂纹附近区域有少量塑性变形。疲劳试件表面的最高温度区域与材料的疲劳损伤机制相关,该区域对应材料的应力集中区,是疲劳微裂纹形成与扩展的部位,温度变化与试件的最终断面相吻合。     

Novel Analytical Model of Mean Temperature and Experimental Research on the Rail Universal Rolling

For building the analytical model of mean temperature in rail universal rolling, the cross-section ofworkpieces and the profile of horizontal roll and vertical roll are simplified rationally. The mean temperature of the web of rail, the top of rail and the base of rail are considered individually. The temperature rises for plastic deformation and friction incorresponding deformation zone, the temperature drop for contact is calculated on the base of variation principle and energy conservation law. Then the mean temperature is obtained. For verifying the theoretical model, the 18 kg/m light rail universal rolling experiments are accomplished in Yanshan University Roiling Laboratory, China and the surface temperature is measured. The surface temperature is not exact enough to express the true temperature and the mean temperature can show the status of the true temperature basically. So the mean temperature can be used to express the true temperature and this theoretical model and its results can be applied as an important reference to control the temperature of rail universal rolling and the beat treatment of the rolled rail.