基于圆环压缩和挤压–模拟法的Zr-4合金塑性成形摩擦因子测定

采用圆环压缩法和挤压–模拟法测定Zr-4合金有润滑条件下的摩擦因子,讨论了2种方法所测定摩擦因子存在差异的原因。研究结果表明,在模具（砧面）粗糙度Ra = 0.6 μm、实验温度700～800 ℃的条件下,采用圆环压缩法获得的Zr-4合金与模具的摩擦因子为0.18～0.27,摩擦因子随实验温度的升高而增大。挤压温度为750 ℃时,采用挤压–模拟法获得的热挤压平均摩擦因子为0.35。测试结果存在较大差异的原因,是由于挤压过程润滑剂的剪切速率较圆环压缩实验大得多,且挤压过程中润滑剂所受压应力约为圆环压缩实验中的两倍,从而导致润滑剂黏度的增大,表现为摩擦因子较高。圆环压缩法获得的摩擦因子更适合于Zr-4合金的锻造等热加工工况。      

热压温度对真空热压法制备Cu–30Ni–5Nb合金组织及性能的影响

采用真空热压法制备了Cu–30Ni–5Nb合金,研究了热压温度对合金组织、相对密度、熔点及热导率的影响。结果表明,在800～950 ℃热压温度范围内,Cu–30Ni–5Nb合金的熔点先降低后升高,900 ℃时铜合金的熔点最低（1178.92 ℃）;Cu–30Ni–5Nb合金的热导率先增大后减小,900 ℃时铜合金的热导率最大（30.65 W·m?1·K?1）。热压温度为875 ℃时,Cu–30Ni–5Nb合金具有较好的综合性能,相对密度为98.66%,熔点为1180.86 ℃,热导率为29.54 W·m?1·K?1,且合金屈服强度达到355.74 MPa,符合冷却水套的性能要求。     

钛合金挤压用含NaCl新型玻璃润滑剂的黏-温特性、热腐蚀及热障性能

以提高钛合金热挤压润滑效果为目的,研究了一种以磷酸盐玻璃、SiO₂和NaCl为主要组成的新型玻璃润滑剂,通过模拟挤压实验、扫描电子显微镜以及换热系数测量装置,重点分析了不同组成比润滑剂的黏度-温度曲线、高温下润滑剂对钛合金的腐蚀作用、润滑条件下钛合金与模具钢之间的换热特征.结果表明,磷酸盐玻璃、SiO₂和NaCl的质量比为70:20:10的润滑剂,在600~900℃之间的黏度变化幅度较小,为1.3×105~9.4×105 Pa·s,有利于提高钛合金挤压润滑效果.950℃下润滑剂与钛合金的接触时间不超过3 min时,润滑剂对钛合金坯料表面的高温腐蚀作用很小,且具有消除坯料表面原有氧化层的作用;但随高温接触时间的延长,钛合金表面的高温腐蚀程度逐渐增大.当TA15钛合金和H13模具钢的初始温度分别为900和400℃、新型润滑剂最终厚度约0.1 mm时,钛合金和模具钢之间的界面换热系数随实验时间的延长由185增加到1714W·m-2·s-1,而传统钛合金热挤压用硅酸盐玻璃润滑剂为286~2025 W·m-2·s-1,表明新型玻璃润滑剂具有较好的高温热障性能.      

碳化硼锆合金烧结体反应界面研究

本文以氢化锆-2粉与B_4C粉为原料制备了B_4C-Zr-2可燃毒物烧结体,对碳化硼与锆基体的界面反应层进行了研究;用XRD分析了界面反应层的相成分,用扫描电镜对反应层的微观结构、反应层厚度与烧结温度的关系进行研究。结果表明当烧结温度高于900℃时,碳化硼与锫合金开始发生界面反应,生成碳化锆与二硼化锆,反应层的厚度随烧结温度的升高而增加,当烧结温度为900℃,1 000℃,1 100℃时,反应层厚度约为1μm,3μm,6μm。     

W-40%Cu热加工摩擦因子与换热系数测定

对W-40%Cu(质量分数)粉末烧结材料在热加工数值模拟过程中需要确定的坯料与模具间的界面摩擦因子,以及与空气、模具间的换热系数进行了测定.摩擦因子直接通过圆环镦粗实验来确定.采用DEFORM软件对坯料传热过程中温度的变化进行了模拟,并将模拟得到的温度变化曲线与实际传热实验中获得的温度变化曲线相比较,确定了坯料在不同条件下的换热系数.结果显示,坯料在无润滑时与模具间摩擦因子为0.36,在石墨油润滑时为0.11;与空气自然对流换热系数取0.021N/(s·mm·℃),与模具无润滑剂接触时换热系数取0.11N/(s·mm·℃);加石墨油润滑且接触应力很小时取0.62N/(s·mm·℃),随着接触面应力从0.06MPa增大到90MPa,换热系数逐渐从3.4N/(s·mm·℃)增加到11N/(s·mm·℃).     

Zr-1Nb合金管水腐蚀斑影响因素分析

对两种工艺加工的Zr-1Nb合金管样同釜进行360℃,18.6 MPa长期水腐蚀实验,当进程至210 d时工艺1管样出现白褐色斑点,工艺2管样则呈现出良好的腐蚀性能。为此,使用TEM及XRD对其进行组织结构分析。分析结果表明,工艺1管样中仅存极少量的四方相氧化锆(t-ZrO2),过少的四方相氧化锆促使氧化膜出现裂纹和脱落现象,宏观表现白褐色斑点,而管坯热挤压温度超过Zr-1Nb合金相变点,组织中有β锆存在,在冷变形退火后析出的第二相分布和尺寸大小不均是导致腐蚀斑出现的主要原因。     

新型低Cr镍基合金GH3535高温氧化行为

采用静态增重法,研究了GH3535合金在700~980℃温度范围内空气中的恒温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子探针(EPMA)分析了GH3535合金高温氧化膜表面与截面形貌、表面氧化膜的相组成以及氧化层中元素分布情况。结果表明GH3535合金在700℃氧化后表面氧化膜无明显剥落,氧化动力学曲线遵循立方规律,氧化膜厚度4μm左右。870和980℃时氧化物出现剥落,870℃下无内氧化现象发生。GH3535合金在3个温度下的氧化速率分别为0.064,0.073和0.200 g·(m2·h)-1,根据氧化等级评定,700和870℃时属于完全抗氧化等级;而980℃时GH3535合金转变为抗氧化等级。GH3535合金700℃时氧化膜主要组成是外层Ni O和Ni Fe2O4等复合氧化物,中间层是Cr2O3,Ni Cr2O4,Mo O2和Ni Mn2O4等氧化物;870℃氧化膜分层同700℃一致,但外层Ni O含量降低,内层Cr2O3厚度增加;980℃时外层Ni O已剥落掉,露出内部Cr2O3等氧化层,并出现了Al2O3内氧化层。     

水热法和氢气还原法制备纳米Mo–40Cu复合粉末及其烧结性能研究

结合水热法和氢气还原法制备纳米Mo–40Cu复合粉末,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电镜等手段研究了氢气气氛下烧结工艺对Mo–40Cu复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,最佳制粉工艺为水热温度400 ℃和氢气还原温度700 ℃,获得了均匀的Mo–40Cu复合粉末,粉末粒径为70~90 nm;在氢气气氛下最佳烧结工艺为1300 ℃保温2 h,合金的相对密度、抗弯强度、硬度、电导率和热导率分别为98.1%、1060 MPa、HRA 51、20.8 MS·m-1和191.7 W·m-1·K-1,热膨胀系数在500~700 ℃约为10.8×10-6 K-1,合金中组织均匀,晶粒细小,尺寸约为3~4 μm。     

高温退火对Laves相NbCr_2合金性能的影响

对机械合金化+热压制备的Laves相NbCr2合金分别在800℃、1 000℃、1 200℃下进行了30h、50h、100h的真空高温退火试验,研究了高温退火对其性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,NbCr2合金的相对密度逐渐增高;随着退火时间的延长,NbCr2合金的相对密度出现先升后平稳的变化趋势,1 200℃退火100h后,合金的相对密度由退火前的95.75%升高至97.4%;随着退火温度的升高,时间的延长,NbCr2合金的维氏硬度、断裂韧度呈下降的变化趋势,经800℃、1 000℃、1 200℃退火100h后,合金的维氏硬度分别从退火前的8.36GPa下降为7.10GPa、7.03GPa、6.68GPa,断裂韧度则下降为4.10MPa·m1/2、3.73 MPa·m1/2、3.11MPa·m1/2。由于典型的拓扑密排结构,导致NbCr2合金脆性较大,室温压缩试验无明显塑性变形出现;抗压强度随着退火温度的升高、时间的延长明显下降,经800℃、1 000℃、1 200℃退火100h后,合金的抗压强度分别从退火前的1 826MPa下降为1 150 MPa、1 136 MPa、717MPa。     

热暴露对铸造TiAl合金表面完整性及拉伸性能的影响

分析了热暴露温度、时间对TiAl合金表面完整性及室温拉伸性能的影响。结果表明,热暴露温度为700℃时,热暴露后试样表面残余压应力有所降低,温度升高至750和800℃时,试样表面残余压应力变化不大。经750和800℃热暴露后,试样表面生成厚度均匀的多重表面层;观察热暴露后试样断口可以观察到沿表面层和基体界面的连续裂纹和表...     

挤压温度和挤压比对6063铝合金导热性能的影响

研究了挤压温度和挤压比对6063铝合金组织及导热性能的影响。结果表明：通过挤压能有效地改善该合金的组织,使得强化相Mg2 Si均匀弥散分布在α-Al基体上。随着挤压温度的增大,材料的热导率下降。当挤压比小于50时,材料的热导率随着挤压比的增大而增大;当挤压比大于50时,材料热导率下降。当挤压比为50,挤压温度为380℃时,材料有最大热导率221.2 W/（m.K）。     

轻质Al-Mg-Li合金的微观组织与力学性能

采用熔炼和热挤压制备轻质Al-5.5Mg-2.0Li-0.1Zr-0.2Sc合金，利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及拉伸试验机对合金的物相组成、微观组织、力学性能及断口形貌进行检测分析，研究时效工艺温度（120 ℃和160 ℃）对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-Mg-Li合金挤压后晶粒组织呈纤维状，存在一定数量的Al₃Li（δ′）和Al₂MgLi（S）相；经固溶和时效处理后，再结晶晶粒尺寸变大，主要析出相为δ′相S相；160 ℃时效处理容易加速时效析出行为，导致析出相粗化，强化效果减弱；经120 ℃/20 h峰时效处理后，合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到532 MPa、475 MPa和4.4 %.      

热挤压对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响

研究了热挤压温度、挤压比、挤压速度、挤压前预处理对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响规律,确定了获得晶粒尺寸小于10 μm的超塑性细晶组织的热挤压方法。研究结果表明,热等静压后FGH96合金发生了再结晶,实现了粉末的完全致密化成形,但晶粒大小极不均匀,且存在明显的原始颗粒边界(PPB)缺陷。采用热挤压前预处理工艺在确保合金晶粒不长大的同时,又可使γ'相粗化,显著降低热挤压变形抗力。随着挤压温度的升高,合金晶粒尺寸呈长大趋势。挤压温度为1 080 ℃时,获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织,挤压温度继续升高,晶粒尺寸将明显长大。随着挤压比的增大,挤压载荷明显增大,采用大于6∶1的挤压比,有利于获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织。载荷随热挤压速度的升高而增大,在保证合金组织为细晶的条件下,应尽量选择较低的挤压速度。由于在热挤压过程中合金已发生了完全的动态再结晶,未观察到明显的取向,力学性能测试结果也表明沿着挤压方向和垂直于挤压方向的性能相当,说明不同挤压方向的微织构对性能没有明显影响。     

纳米AlN粉末的低温热压

研究了纳米AlN陶瓷在1 500~1 700℃的低温热压行为和力学性能.热压温度为1 600℃时,产物是β-AlN和β-Al2O3两相共存;当温度提高至1 700℃后,热压过程中出现由β-AlN到α-AlN相的转变.随着热压温度的提高,断裂形式由沿晶断裂逐渐向穿晶断裂转变,致密度逐渐提高,晶粒尺寸长大;当热压温度达到1 700℃时,相对密度为97.3%,晶粒平均直径为850nm,硬度值为15.54GPa,断裂韧度为3.5 MPa·m1/2.     

玻璃润滑剂在钢热挤压工艺中的应用

热挤压成形工艺中,坯料与工模具之间的摩擦是影响模具使用寿命、产品质量的一个重要因素,因此,润滑剂的选择十分重要。介绍了热挤压工艺中玻璃润滑剂的起源,并对玻璃润滑剂的特性、种类及其使用方法进行了详细的阐述。分析了玻璃润滑剂在热挤压工艺中的润滑机理,玻璃润滑膜的厚度对热挤压产品的表面质量会产生较大的影响。玻璃润滑热挤压工艺十分适合不锈钢、耐热钢、镍基合金无缝钢管的生产。     

镍基合金热挤压工艺参数的影响规律分析

根据镍基合金Incoloy028的数学模型,利用Deform-2D有限元软件模拟计算了合金的热挤压过程,系统分析了热挤压工艺参数对合金组织的影响规律。结果表明,管坯预热温度、挤压速度和挤压比是Incoloy028合金管材热挤压过程中最主要工艺参数,为获得最优的热挤压组织,最佳的热挤压工艺参数是坯料预热温度为1140~1180℃,挤压速度为200mm/s,挤压比为15.63。