矫直工艺对Zr-Sn-Nb系合金管材氢化物取向的影响

核反应堆包壳管的氢化物取向因子会较大程度的影响其力学性能和使用性能。为此,使用6辊精密管材矫直机对?10 mm的Zr-Sn-Nb系合金成品管材进行矫直实验,研究辊缝值、弯曲量及矫直辊角度对其氢化物取向因子的影响。采用X射线衍射技术分析矫直管材的残余应力,采用光学显微镜观察高压釜渗氢试样的氢化物分布,并通过评级软件检测氢化物取向因子(Fn~(40°))。结果表明:辊缝值、弯曲量及矫直辊角度均对矫直后管材的残余应力有显著影响,并且管材氢化物取向因子随着残余应力的增大而增大。当辊缝值≥10 mm,弯曲量≤4.2 mm,矫直辊角度在31.5°～33.5°之间时管材残余正应力≤35.6 MPa,切应力≤37.8 MPa,此时氢化物取向呈周向或接近周向,氢化物取向因子满足技术要求。     

中厚板折叠缺陷影响因素的有限元模拟分析

采用有限元软件ABQUS/Explicit根据轧辊直径1160 mm、轧制速度1 000～3 000 mm/s和坯料规格(mm)150×1 550×2 520等轧制参数建立的有限元模型对Q235钢中厚板折叠进行了模拟计算;分析了轧制速度、轧件温差(30～70℃)和压下量(12～22 mm)对轧制头部压扁量的影响。得出随温差、轧制速度、压下量增大,轧件头部压扁量增大,在后续的轧制过程会产生折叠缺陷。为减少折叠发生,应避免上下表面出现较大温差;当温差较大时应采用小压下量低速轧制。     

渗氢量对Zr-4合金管材氢化物取向因子测定的影响

用干法渗氢系统向Zr-4合金管材中渗氢,研究不同渗氢量对其氢化物取向因子测定的影响。通过定氢仪测定渗氢量,金相显微镜观察氢化物的形貌、取向分布及测定氢化物取向因子。结果表明:渗氢量为0.012 0%时,氢化物尚未充分长大,不利于计数统计;渗氢量为0.016 8%和0.022 7%时,管材氢化物取向因子值内外层有明显差别,而两者之间差别不大,能准确反映管材氢化物取向分布;当渗氢量为0.038 3%和0.040 0%时,氢化物过度长大已掩盖了内外层氢化物取向的差异,不能准确反映管材氢化物取向分布。     

小断面管材二辊矫直机压扁量分析

 压扁加反弯矫直是提高小断面管材矫直精度的有效方法,针对矫直过程中压扁量不易确定的问题,利用大型非线性有限元软件建立小断面管材二辊矫直过程的三维弹塑性有限元模型,研究了不同压扁量时接触长度、矫直力、残余应力、直线度和椭圆度的变化情况。经综合分析后给出合理的压扁量取值范围为0.45~0.70 mm。现场试验结果表明,参考此压扁量取值范围来调节辊缝可以得到很好的矫直效果,减少了辊缝调节时间。     

涂层结构对 AlSi / PHB 封严涂层热应力影响的有限元分析

可磨耗封严涂层是提升航空发动机气密性和运行效能的一种重要途径，而涂层结构对其热应力及使用寿命具有重要影响。本研究以 AlSi / PHB 封严涂层为研究对象，利用 ABAQUS 有限元仿真软件和 Python 编程语言建立了具有不同结构参数的涂层有限元模型，系统研究了面层厚度、聚苯酯颗粒及孔隙结构特性对热震工况下涂层 热应力的影响规律。结果表明：当面层厚度为 0.1 mm ~ 1.9 mm 时，面层厚度对涂层 - 基体界面应力的影响小于其对涂层侧面应力的影响，且当面层厚度超过 0.3 mm 左右时，涂层中出现最大拉应力的部位由涂层 - 基体界面转变为涂层侧面；当聚苯酯颗粒含量为 30 vol.% ~ 50 vol.% 时，随着聚苯酯含量的增加，涂层 - 基体界面和涂层 侧面的峰值应力均波动不明显；当面层孔隙率为 5 vol.% ~ 15 vol.% 时，涂层 - 基体界面峰值应力随孔隙率的增大呈现先降低后增大的趋势；当孔隙直径为 60 μm ~ 110 μm 时，涂层内部峰值拉应力随孔隙直径的增大而增大。综合考虑涂层结构与热应力的关系，AlSi / PHB 封严涂层的结构参数优选为：面层厚度为 0.3 mm ~ 1.1 mm 之间， 聚苯酯颗粒含量为 40 vol.% ~ 50 vol.%，面层孔隙率为 11 vol.% 左右，面层孔隙直径为 70 μm ~ 80 μm。     

医用镍钛管永久变形量影响因素的研究

使用医用镍钛管制备拉伸试样,研究了时效温度、时效时间、循环加载次数、应变和加载速率对医用镍钛材料永久变形量的影响。结果表明:随着时效温度的升高,试样的永久变形量先增大后减小;随着时效时间的延长,试样的永久变形量增大;460℃时效30 min时,试样的永久变形量增加到3.350%;随着加载次数的增加,累积永久变形量逐渐增大,直至一定次数后趋于稳定;当应变不超过8%时,永久变形量较小(0.100%);但随着应变增大至15%时,永久变形量增加到8.350%;随着加载速率的增加,试样的永久变形量增大。对镍钛材料永久变形量影响较大的因素分别为时效温度、时间和应变。     

含孔洞岩石在静应力下的循环冲击试验研究

为探究地下工程开挖过程中外部荷载对周边围岩多重扰动作用的影响,进一步开展岩石在动静组合作用下的循环冲击试验研究,通过改进式SHPB试验装置研究含横向贯通孔洞花岗岩(φ50 mm×50 mm)在循环冲击荷载下的动态力学特性,采用轴压水平分别为0MPa,0.3σ_f,0.4σ_f,0.5σ_f,0.6σ_f,0.7σ_f进行循环冲击试验(σ_f为单轴平均抗压强度,单位为MPa)。结果表明:在冲击荷载作用下,峰值应力随着冲击荷载作用次数的增加先增大后减小,并随着平均应变率的增大而增大;弹性模量随着冲击次数的增加先增大后降低,在不同轴压水平作用下试件冲击破坏形态均为轴向劈裂破坏模式;随着应变速率增大,破裂面逐渐增多,破碎程度加剧,碎块尺寸减小;应变率较小时,破碎效果不明显,应变率较大时,破碎效果显著。     

基于正交试验的热障涂层性能变化规律研究

热障涂层广泛应用于燃气轮机、飞机发动机等装备上,其性能直接影响装备的使用寿命。本文采用大气等离子喷涂工艺,在GH4169高温合金表面依次制备NiCoCrAlY金属粘结层和ZrO_2-8%wtY_2O_3陶瓷层。采用扫描电镜和残余应力测试仪对样品的表面形貌、孔隙率以及表面的残余应力进行测试。通过正交试验研究喷涂工艺参数对热障陶瓷层厚度、孔隙率以及残余应力的影响,实验结果表明,对陶瓷层厚度的影响因素从大到小顺序依次为氢气流量,电流,氩气流量,喷涂距离;在相同的制备时间内,陶瓷层的厚度随着电流与氢气流量的增大而明显的增大;随着氩气流量与喷涂距离的增大,陶瓷层的厚度随之减小;对陶瓷层孔隙率的影响因素从大到小顺序依次为喷涂距离,氢气流量,电流,氩气流量。当氩气流量从30 slpm/min增加到40 slpm/min时,氢气流量从5slpm/min增加到10 slpm/min时,孔隙率随之增大;当氩气流量从40 slpm/min增加到50 slpm/min时,氢气流量从10 slpm/min增加到15 slpm/min时,孔隙率随之减小。当喷涂距离从5 mm增加到10 mm时,孔隙率随之减小,而当喷涂距离从10 mm增加到15 mm时,孔隙率急剧升高,而随着电流的增大,孔隙率减小。电流、氢气流量以及氩气流量对涂层残余应力造成很大影响,随着电流以及氢气流量的增大,氩气流量的减小,涂层表面的残余应力急剧上升。     

基体条件对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层热冲击性能的影响

采用有限元分析软件ANSYS对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层在金属基体材质类型、厚度、半径变化时涂层的冲击热应力进行了分析。结果表明,涂层热应力及其应力梯度随着金属基体热膨胀系数增加而增大。当基体厚度超过20 mm后,其对冲击热应力的影响基本可以忽略。涂层热应力随基体半径增加而增大,当超过18 mm后,基体半径对涂层应力影响不大。     

轧辊弹性压扁对中厚板轧制压力预报精度影响的研究

建立中厚板轧制压力计算模型,分别采用简单轧制情况和考虑轧辊弹性压扁情况下轧件与轧辊接触面积计算模型来预报轧制压力,分析轧辊弹性压扁对中厚板轧制力预报精度的影响。结果表明,在中厚板轧制过程中考虑轧辊弹性压扁的情况下,当预报轧制压力小于实测值时,轧制压力的预报精度提高;当预报轧制压力大于实测值时,轧制压力的预报精度降低。     

压扁型烧结热管表面局部凹坑缺陷形成机制分析

为了适应电子产品轻薄化、小型化的发展需求,压扁型薄壁烧结热管由于其优异的传热性能得到广泛应用,5G技术的应用导致电子产品内部热流密度的大幅度提高,对热管散热性能提出了更高的要求。烧结热管进行压扁工序时容易出现表面局部凹坑缺陷,这种表面凹坑会降低热管的表面质量,降低热管传热性能。本文通过光学显微镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）和白光干涉试验对热管压扁表面局部凹坑位置进行宏观形貌和微观组织分析,并且采用万能拉伸实验机对烧结热管进行力学性能测试。结果表明：烧结后热管内部再结晶晶粒明显长大,局部异常长大晶粒尺寸达到2.17 mm,在壁厚方向上仅为一层晶粒,呈现“饼状”的长大方式;基体形成强烈的再结晶织构,并且分布着具有异常取向的条带状退火孪晶;异常长大晶粒和退火孪晶对热管组织造成的尺寸不均匀和取向不均匀是导致烧结热管局部凹坑的主要原因。同时,异常长大的晶粒会导致烧结热管的屈服强度、抗拉强度和延伸率的下降。     

球墨铸铁管中Ti成分控制试验研究

研究了钛对球墨铸铁管性能的影响.根据原铁水含钛量的不同,球化处理时调整对应的镁丝加入量,观察残留镁量及铸管的性能合格率,分析钛对球化效果、机械性能、压扁试验及水压合格率的影响,找出了试验规律,确定了合适的钛含量范围.     

基于Ti80合金对其变形温度和应变速率的研究

本试验采用Ti80棒材(锻件)做为实验材料,在不同应变速率、不同温度条件下对Ti80钛合金进行热模拟加工。试验结果表明:变形温度和应变速率的改变会导致应力发生极大的变化;当应变速率和应变量一定时,增加变形温度,应力下降;当应变量和应变温度一定时,随着应变速率的增加,应力增大。     

轧制Q值对Zr-4管中氢化物取向的影响

文章设计了3种精轧工艺得到Φ5.80mm×0.40mm等3种规格成品锆管,对3种管材进行高压釜渗氢试验,并分别测定管材的氢化物取向;主要研究了精轧工艺-管材织构-氢化物取向三者之间的关系。实验验证了Q值(减壁率与减径率比值)与氢化物取向之间的对应关系,小Q值轧制容易得到径向取向的氢化物,大Q值变形加工容易维持初始管坯的氢化物取向。每道次Q值对管材织构的影响成累加效应,最终影响氢化物取向状态。成品管材的氢化物取向由管材初始状态织构和精轧工艺共同决定。     

不同Tb/Dy比例对稀土磁致伸缩材料性能的影响

研究了不同Th/Dy比例对(TbxDy1-x)Fe1.95(x=0.30,0.32,0.34和0.35)合金的矫顽力、自旋再取向温度以及变温和加压磁致伸缩性能等的影响.结果表明,随着x值的增大,合金的矫顽力增大,自旋再取向温度降低.x为0.34时,合金的磁致伸缩温度系数较小,更适用于低温且工作温度变化大的环境.随着x值的增大,当施加压应力时,合金的磁致伸缩系数λ有明显的"跳跃效应",低场下尤为突出.     

轧制和退火工艺对锆-4合金包壳管材氢化物取向的影响

采用3种管材轧制方法、2种退火工艺和2种二次退火制度,研究了轧制加工Q值(减壁与减径比)、退火制度及二次退火对锆-4合金包壳管材氢化物取向的影响.结果表明,无论Q值大小,退火后的氢化物取向因子均大于退火前;加工Q值越大,管材的氢化物取向因子越小;退火温度对氢化物取向的影响与加工Q值有密切关系,Q值越大,退火温度对氢化物...     

Zr-4成品包壳管矫直工艺的优选研究

采用压力矫直和弯曲矫直两种矫直工艺进行Zr-4成品包壳管加工,并对矫直后管材的直线度、外径变化量和氢化物取向因子进行对比分析,重点研究了纯反弯弯曲矫直法对管材矫直质量的影响,探讨适合实际生产的矫直工艺。研究表明,在适当的弯曲量下,采用纯反弯弯曲矫直工艺能够确保氢化物取向因子控制在标准范围内,同时获得良好的直线度和管材表面质量。     

1400mm×230mm板坯结晶器流场优化的数值模拟研究

利用FLUENT对1400mm×230mm的板坯结晶器建立了描述结晶器内钢液流动的三维数学模型,以液体表面流速和射流冲击深度为主要参考指标,研究了拉速和水口插入深度对结晶器内流场的影响。结果表明:随拉速的增加,表面最大流速增大,射流冲击深度增加。当拉速超过1.2m/min时,表面最大流速增加明显;随着浸入式水口浸入深度的增加,表面最大流速减小,射流冲击深度减小,当浸入深度超过140mm时,表面流速减小明显。故满足断面要求的合理工艺参数:拉坯速度不大于1.2 m/min,且插入深度不小于140mm。     

局部感应加热对高强钢方管二次辊压成形的影响

本文通过对高强钢方管角部进行局部感应加热,提高其弯角区域的成形性能,降低其变形抗力,由此在不影响非变形区域组织性能的前提下,获得所需方管的截面尺寸和组织性能.在热辊压过程中,坯料在没有模具限制的方管角部外侧邻近区域发生堆积,且随着加热温度上升,角部外侧金属堆积更明显.同时,在方管内角表层出现显微裂纹恶化,裂纹以树枝状生长.热辊压成形后的残余温度会产生一个自回火过程,能够明显降低残余应力,且随着温度的升高,残余应力降低的幅度变大.当加热温度在650℃以上时,自回火对残余应力的影响大于宏观裂纹的扩展能力,起主导作用,且压扁过程中压下量超过方管对角线长度2/3时也不会产生裂纹.      

外加应力对Ti-25Al-10Nb合金显微组织几何特征的影响

利用相场法显微组织模拟研究了外加应力对Ti-25Al-1ONb(摩尔分数/%)合金中a2→O相相变所产生显微组织几何特征的作用.结果表明,当外加应力达到390MPa时,就开始对O相析出形貌具有显著作用.外加应力改变O相析出形貌是因为:(1)外加应力使O相析出的总量增加,(2)外加应力诱发取向有利的O相变体析出并抑制其它O相变体的析出.外加应力大小对O相析出平均尺寸的影响可达106%,并且O相析出的尺寸标准差随外加应力增加而显著增大.