7050铝合金H型截面构件淬火过程仿真模拟研究

采用有限元数值模拟研究7050铝合金H型截面构件淬火过程残余应力大小、分布及规律。研究结果表明:构件截面淬火后残余应力的分布情况为:表层受拉应力,芯部受压应力。构件截面在X方向上的淬火残余应力主要集中在过渡圆角区域、筋顶以及腹板区域。其中构件截面过渡圆角区表面出现最大压应力,为-114MPa;过渡圆角芯部区域出现最大拉应力,为68 MPa。构件截面在Y方向上的淬火残余应力主要出现在过渡圆角区表面、筋外壁及筋芯部位置。其中最大压应力和最大拉应力也分别出现在过渡圆角区表面及芯部,分别为-114 MPa和79 MPa。     

考虑成卷-展平过程的冷弯残余应力分析

 从不考虑材料冷作硬化（理想弹塑性体）与考虑冷作硬化（双线性随动硬化）两个方面对带坯在成卷、开卷、展平、塑性弯曲及回弹过程中产生的应力进行了解析分析,获得了冷弯残余应力沿厚度方向上的分布,随后对比研究了考虑硬化与不考虑硬化对冷弯残余应力分布的影响,并将理论计算结果与实测残余应力进行了对比。结果表明,理想弹塑性模型和硬化模型预测的残余应力分布形式几乎一致;成卷上存在屈服时,纵向残余应力由内外表面向板厚中心方向呈非线性分布（成卷上无屈服时呈线性分布）,横向残余应力呈近似线性分布;在变形外区主要为残余拉应力（横向残余应力在外侧有极小部分受压区）,内区主要为残余压应力（横向残余应力在内侧有极小部分受拉区）;横、纵向残余应力最大值均在中性层位置;研究结果与试验测量结果基本一致。     

CSP结晶器内初生坯壳的应力计算模型

 为研究结晶器振动对初生坯壳应力状态的影响,利用Marc软件建立了结晶器内初生凝壳的应力计算模型,分析了振动过程中凝壳上应力和应变的分布规律。模拟结果表明横向上最大应力和应变出现在振动的波峰时刻,宽面中部比边部的应力略高;而纵向最大拉应力和应变出现在振动的波谷时刻,纵向拉应力在凸弧位置出现拉压应力的交变边界,在振动波谷和振动的半周期时,边界内铸坯受压应力,边界外铸坯受拉应力作用。     

外加应力对高Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金沉淀动力学及析出相形态的影响

采用电阻测量和透射电镜观察研究了外加应力对Al-3．88Cu和Al-4．80Cu-0．56Mg合金时效动力学及析出相形态的影响，结果表明：外加应力延缓了Al-Cu二元合金时效过程中电阻率的降低，即阻碍了θ″和θ′相的析出，但是却加速了α＋θ相区Al-Cu-Mg三元合金时效过程中电阻率的降低，即促进了合金中第二相的析出，出现这种现象的原因与Al-Cu-Mg合金中相θ′和S′相的竞争析出有关。Al-Cu-Mg合金中θ′相和S′相的析出过程受应力的影响不同，外加应力通过改变竞争析出过程中θ′相和S′相的力量对比，阻碍了θ′相的析出，从而促进了S′相的析出，导致应力时效态合金电阻率降低的速度和程度大于无应力时效合金。     

辊弯成形方形型钢的残余应力

 残余应力对于型钢产品的使用性能有重要影响。应用X射线衍射方法对方形型钢的残余应力进行了测量,分析了残余应力在型钢各个部位的分布情况,探讨了不同成形工艺、尺寸、厚度材料生产的方形型钢产品残余应力分布的差异。研究结果表明型钢焊缝处的残余应力最大,残余应力在外表面为拉应力,内表面为压应力,不同成形工艺与外形尺寸对于残余应力的分布有较大影响。研究结果可为工艺设计人员和型钢使用人员提供有益的参考。     

拉压不同应力对磁记忆信号的影响及机理

通过对Q235钢退磁试件的拉伸、压缩试验,利用磁记忆在线监测系统实时跟踪记录了不同拉压应力作用下试件表面的磁信号变化特征. 结果表明:拉伸载荷对合成磁场的影响是先减小后增加的,在接近材料屈服强度的0.3倍左右后趋于稳定不变;而压应力引起的合成磁场初期快速下降,之后处于上下波动变化. 通过引入拉压应力所产生的不同应力退磁项,对J-A磁机械效应模型进行了改进,模拟结果与试验数据具有较好的的一致性,可用于拉压不同应力致磁机理的理论解释.      

挤压铝型材整体壁板用扁挤压筒有限元优化设计

采用弹性有限元法对生产大型铝合金整体壁板用扁挤压筒进行了应力分析,考察了扁挤压筒在不同内压,不同尺寸和不同装配应力下的应力分布状况,提出了可行设计方案和新的设计思想,为扁挤压筒的优化设计提供了理论依据。     

热处理对GH3128合金接头组织及力学性能的影响

 核能已经逐渐取代化石能源成为新一代能源,作为重要构件的高温气冷堆中间换热器得到了广泛关注。由于GH3128合金具有较好的焊接性、较高的高温抗氧化性能和组织稳定性,有望成为超高温气冷堆中间换热器的候选材料,但基于换热器结构复杂性以及密封性的要求,焊接是其生产和制造的关键成形手段。采用脉冲钨极氩弧焊(GTAW)对GH3128合金2 mm板材进行对接焊,研究了热处理对焊接焊接接头显微组织以及应力的影响。结果表明,在优化焊接工艺参数下,固溶态板材接头表现出最高的强塑性,室温及高温拉伸断裂位置均为母材。由于热轧态与固溶态板材接头热影响区在焊接过程中产生残余应力,导致该区硬化,在高温变形过程中残余应力诱发热影响区μ相析出,对接头持久、蠕变性能造成不利影响。焊后热处理消除了接头热影响区的残余应力,减少了持久、蠕变过程中μ相的析出,接头持久寿命得以改善。在1 200 ℃下,残余应力可为焊后热处理过程中静态再结晶提供激活能,接头热影响区发生再结晶,硬度下降,接头塑性变形能力不协调,导致室温拉伸与950 ℃拉伸断裂位置均为焊接接头。对固溶态板材试样进行不同的焊后热处理,EBSD扫描结果分析发现,接头经过1 100 ℃×10 min热处理后,残余应力明显消失,温度升高至1 140 ℃后,热影响区开始发生再结晶。     

WC-Ti(C,N)-Co硬质合金表面脱氮后的残余热应力分析

通过定义弹性约束因子和引进塑性约束因子,构造成分梯度硬质合金弹塑性本构方程,根据此方程,采用有限元方法对WC-Ti(C,N)-Co硬质合金脱氮处理后的残余应力分布进行分析。结果表明,WC-Ti(C,N)-Co硬质合金脱氮后从初始无应力的820℃下降到20℃时等效应力最大值出现在表面两相区钴含量最高的位置,从表面两相区到芯部出现很高的应力梯度。表面两相区有拉应力分布,向内逐渐过渡到压应力,两相区的最大静水拉应力约140MPa,而芯部的最大静水压应力为-120MPa。     

成形工艺对冷弯方管残余应力及焊接微观组织的影响

冷弯方管成形有"直接成方"和"圆成方"两种方式。为了研究成形工艺对于产品的不同影响,以规格为100mm×100mm×6mm,材料为Q235的两种成形工艺的方管为研究对象,采用钻孔法对方管各个部位的残余应力进行了测量,并观测了焊缝处的显微组织。研究结果表明,不同成形工艺对纵向残余应力的分布影响较大,焊缝处的残余应力最大。"圆成方"过程中施加较大的焊接压力使得其焊接热影响区宽度小于"直接成方"工艺条件下焊接热影响区的宽度,且抑制了奥氏体晶粒长大,冷却后获得较为细小均匀的晶粒。     

Effect of stress during aging on the precipitation of θ′ in Al-4 Wt pct Cu

Experiments have been made on Al-4 wt pct Cu single crystals to determine the influence of stress, applied during aging, on precipitation. Without stress, θ platelets precipitate on all (100) planes. Transmission electron microscopy showed a marked effect of aging stress on the microstructure. A compressive stress of approximately 48 MPa (～ 7,000 psi) parallel to [001] favored precipitation on (010) and (100) and inhibited precipitation on (001). When a tensile stress of similar magnitude was applied parallel to [001], precipitation was favored on (001) and inhibited on (010) and (100).     

Calculation of AIN and MnS Precipitation in Non-Oriented Electrical Steel Produced by CSP Process

Combining with the study of analogue experiments and test analysis,the kinetics of precipitation and growth of AIN and MnS in non-oriented electrical steel produced by the CSP process is calculated.The results show that the precipitate phase particles of AIN and MnS in typical non-oriented electrical steel grades produced by the CSP process have grown to some extent in the soaking stage,but the precipitation contents are less than 20% of the total contents of nitride and sulfide.The precipitate phase particles of AIN and MnS have precipitated almost after the hot roiling process.The precipitation contents are more than 80% of the total contents of nitride and sulfide,but it is very late for the precipitate phase particles to grow at the end of the hot rolling process.     

不同应力状态下带钢的破鳞机理

利用自主设计的拉矫机对热轧带钢进行不同应力状态的破鳞试验,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对破鳞前后氧化皮的表面和界面进行分析,研究了带钢不同应力状态下的破鳞机理.试验结果表明,随着拉应力和压应力的增大,氧化皮全剥落率不断增大,并逐渐趋于稳定,且压应力的破鳞效果强于拉应力;拉应力作用下氧化皮以分层剥落为主,外层Fe3O4发生剥落,内层FeO仅在缺陷处发生少量剥落;而压应力作用下氧化皮以全剥落为主,临界弯曲应力随剥落量的增大而增大.     

轧辊倾角对二辊斜轧实心坯应变、应力场的影响*

轧辊倾角在斜轧过程中是积极工艺参数,其对产品的产量和质量有重要影响,用MARC／Autoforge软件对圆坯二辊斜轧过程进行了三维热－力耦合弹塑性数值模拟,得到了不同轧辊倾角条件下的应力、应变场,验证了塑性变形强度沿圆坯直径的W形分布形态,并分析了轧辊倾角对场变量的影响进规律。结果表明,在通常轧辊倾角范围内,随送进角的增大,横断面上的变形不均匀性减轻,横向拉应力最大值σymax增大;随轧角的增大,横断面上的变表不均匀性加重,但σymax变化不大。     

热处理工艺对GH4706合金显微组织与力学性能的影响

为掌握热处理工艺对GH4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,GH4706合金的主要强化相为γ＇相与γ＇/γ″共析出相,η相附近易形成γ＇、γ″相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的大尺寸γ＇相与时效阶段析出的小尺寸γ＇/γ″共析出相能够起到错配强化的效果,增大合金的室温拉伸强度.室温下η相为脆性相,不利于室温拉伸塑性与冲击韧性,因而B工艺的室温塑性与冲击韧性最佳.高温下η相能够起到协调晶内与晶界变形的作用,提高合金的650℃/690 MPa持久寿命与塑性,但过量η相析出不利于合金的持久寿命.     

薄板坯连铸连轧时夹杂物在奥氏体中形成与控制的理论考虑

根据奥氏体中第二相的固溶度积理论、Ostwald熟化理论、晶粒尺寸控制理论和沉淀强化理论，对薄板坯连铸。连轧时钢中主要夹杂物在奥氏体中形成的可能性及其尺寸的控制进行了理论分析计算。结果表明，硫化锰是有可能控制使之在奥氏体中以100nm以下尺寸沉淀析出；而氧化铝夹杂在目前条件下很难使之完全在固态铁中析出。夹杂物在钢中控制再加热时奥氏体晶粒尺寸及产生沉淀强化效果的可能性的分析表明，固态铁中析出的硫化锰可有效抑制均热态奥氏体晶粒粗化并产生微弱的沉淀强化效果。     

GH4133B合金中η相对力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等手段对GH4133B合金中η相对力学性能的影响进行了研究。结果表明:GH4133B合金中η相在750~1 000℃析出,析出峰值为980℃,最短时间为5h。少量的η相对力学性能没有影响,η相的增多对合金的拉伸强度和持久寿命影响不显著,η相对Z的影响要比对A的影响要大。冲击性能对η相最为敏感。     

热力耦合作用下Al-2.8%Cu-1.35%Li-0.11%Zr合金析出相演化和力学性能

通过TEM、HAADF-STEM和室温拉伸实验开展Al-2.8%Cu-1.35%Li-0.3%Mn-0.11%Zr合金在人工时效和蠕变时效状态下的析出相演化规律和力学性能研究。结果表明,160 ℃时效条件下,人工时效和160 MPa应力时效过程中合金中析出相数量均随时效时间的延长而增多,相同时效时间条件下应力时效状态合金T₁相数量较多,但其平均直径减小了约5~15 nm。这主要是因为外加应力增加了合金中的位错密度从而促进析出相析出。T₁相在时效析出过程中并未受外加应力的影响而沿某个方向择优析出,无明显的应力位向效应,这可能与T₁相具有更大的惯习平面变体上的形核与临界应力值有关。相比于人工时效,应力时效后合金的室温屈服强度和抗拉强度均增加,且在时效初期对屈服强度效果更为显著。