基于巴西圆盘实验的金属粉末压坯力学性能研究

采用圆弧型加载方式的巴西圆盘实验对2种成分相似的水雾化铁粉(Hgans ASC 100.29和Hgans Distaloy AE)压坯的力学性能进行研究。综合考虑实验装置、压坯的几何特征及材料属性对压坯抗拉强度的影响,引入系数C对巴西圆盘经典抗拉强度公式进行修正,以更加准确地描述压制过程中压坯的力学性能变化。采用高清摄像机进行实时拍摄,对粉末压坯从变形到完全断裂破坏的全过程进行详细的分析描述,利用实验不同阶段获取的数据及巴西圆盘的位移解析解,分别计算压坯的抗拉强度和弹性模量,同时拟合出抗拉强度与相对密度以及弹性模量与相对密度相关的幂函数方程,并将其用于基于广义塑性力学的金属粉末成形数值模拟;此外,将详细的实验图像和数据进一步用于压坯断裂性能的分析。     

金属粉末压坯强度S值表示法的探讨

探讨了金属粉末压坯强度S值表示法。通过工艺试验测定了Fe粉的横向断裂力值,并应用表示法对所得试验结果进行了对比分析。     

考虑端部摩擦的中心直裂纹巴西圆盘断裂参数解析解

运用权函数法推导出考虑加载端摩擦的四种形式分布载荷加载下,中心直裂纹巴西圆盘试样在任意I/II复合型断裂模式下I、II型应力强度因子及T应力的解析解,并探究了端部摩擦及载荷分布角度对断裂参数的影响。研究结果表明:（1）当中心裂纹相对长度β较小时,纯I型、纯II型断裂的Y_I、Y_II及T*（分别是量纲为一的I型、II型应力强度因子及T应力）均随摩擦系数及载荷分布角度增大而减小;但是,当β较大时,摩擦系数增大可使纯I型Y_I增大,而载荷分布角度增大可使纯II型T*增大。（2）接触载荷分布形式为常数函数时,载荷分布角度对断裂参数的影响最显著,而四次函数下其对断裂参数的影响相对最小。（3）当β较小时,纯II型加载角度随载荷分布角度增大而减小;当β较大时,其随载荷分布角度增大而增大;摩擦系数增大可使纯II型加载角度增大。      

不同类型金属粉末的温压行为

研究了铝粉、铜粉、钨粉的温压压制行为,并与铁粉的温压过程进行了对比。实验发现,温压无论对塑性粉末还是脆性粉末均有效果。温压压制可提高粉末压坯密度,降低压坯脱模压力和弹性后效     

基于内聚力模型的金属粉末压坯拉伸裂纹扩展模拟

压坯裂纹损伤预测分析对于生产高质量粉末冶金零件具有重要的指导作用。本文将修正的Drucker–Prager Cap模型与内聚力损伤模型相结合,并利用Python语言在损伤断裂区域内批量插入内聚力单元,模拟金属粉末压坯在外载荷作用下裂纹扩展过程。同时,采用不同类型的内聚力模型对巴西圆盘实验过程进行模拟,通过实验验证对比分析可知,采用指数内聚力模型模拟压坯拉伸裂纹扩展的结果与实验结果更为吻合,并且与实验后期压坯边缘出现剪切带的现象也较为一致。     

圆盘拉拔紫铜管杂物压入类缺陷研究

随着市场竞争的加剧,空调生产厂家对铜管材的质量,尤其是对表面质量的要求渐趋严格。杂物压入是紫铜管加工过程中经常出现的一种表面缺陷,这种表面缺陷不仅会降低铜管的质量,而且还有可能在紫铜管拉拔过程中发生管材断裂,造成产品报废。通过跟踪铜盘管的拉拔过程,分析杂物压入处的形貌和成分,结果发现：圆盘拉拔三道次后,铜管内外表面均有杂物压入,进而导致断管发生。而引起铜盘管拉拔过程出现杂物压入类缺陷的主要原因是外部杂质铁（Fe）,硅（Si）,氧（O）和其他异物微粒的压入,这些杂物压入点在拉拔力的作用下形成裂纹源并逐渐扩展,最终导致在铜管拉拔过程中出现断管。根据分析结果,通过加强铜原料成分管控和有效控制熔铸铸坯中氧含量,以及提升熔铸、轧制、盘拉等工序环节的5S管理等方面入手,有效减少此类缺陷的产生,进一步提高产品质量。     

直热式温压的压坯致密化

研究了水雾化铁粉,316L不锈钢粉及五种在不锈钢粉中分别加入10%WC、10%TiC、10%NbC、10%Al2O3、10%Si3N4的复合粉的直热式温压规律;探讨了相同电流对不同粉末材料压坯的密度和电阻的影响及在不同粉末中产生的热效应,并对其进行了初步理论分析。结果表明:与冷(室温)压相比,采用直热式温压技术可使铁粉、316L不锈钢粉及其五种复合粉压坯的相对密度提高大于0.76%,电阻降低大于21.3%,且颗粒间产生焊接,促进了压坯致密化;而加入10%陶瓷粉末的不锈钢复合材料则受电流影响不大。     

铜基金属粉末温压工艺致密化的研究

研究了铜基金属粉末的温压压制行为,并与冷压压制进行了比较。结果表明:相同压力下,温压压制的压坯密度明显高于冷压压制,在压制压力为500-600 MPa时,密度增加达0.24 g/cm3;温压温度有一个最佳值,必须高于润滑剂的玻璃化温度,低于润滑剂的熔点温度;石墨含量增加,压坯密度下降,当石墨含量小于1%时,温压压制的优势较为明显。     

金属基粉末冶金零件的微波烧结机理

简要概述了微波烧结技术的特点和发展状况。从麦克斯韦方程组出发,分析了微波在块体金属中的传播行为,说明微波不能与块体金属耦合并烧结的原因。在此基础上,总结了金属粉末压坯的特点,阐述了微波烧结金属粉末压坯的可行性,分析了自由电子在电磁场中的运动行为,指出涡流损耗是微波促进烧结的机理之一。     

35CrNiMoV钢铸坯断裂原因分析

对35CrNiMoV钢连铸坯的断裂原因进行了分析.结果表明,断坯截面存在对称分布的粗晶区和细晶区,铸坯产生断裂的原因是连铸坯浇铸完毕后二冷水喷水量不均匀并且未采取缓冷措施,使铸坯形成了脆性组织上贝氏体,在铸坯的转移过程中,内应力导致脆性组织产生裂纹.采用改变钢的化学成分和铸坯扣罩缓冷后再送往热轧厂等措施可以解决开裂问题.     

配加巴西粗粉和精粉的烧结试验

本文主要介绍了在济钢烧结厂进行的巴西粗粉与澳粉、表粉与国内精粉的烧结对比试验，并对试验结果进行了分析及效益计算，最后提出，在的料价格下进口巴西粗份，在技术上可行的，在效益上是合算的。并建议集中资金进口巴西粗粉。     

粉末冶金压坯激光整体烧结后的组织与性能

应用连续ＣＯ２激光器对铜基、铁基粉末压坯（有效厚度≤１０ｍｍ）施行整体辐射烧结，然后对其显微组织、孔隙度、硬度、冲击韧性、拉伸性能及耐磨性进行观测与分析。结果表明，激光整体烧结件具有较常规烧结件优良的组织与性能。     

新型航空发动机轴承钢M50NiL微氮渗碳淬硬层的断裂韧性

采用三点弯曲、单边Ｖ型缺口试样，沿缺口渗碳，测试渗碳淬硬层断裂韧性的试验方法，研究了碳、氮含量和冷处理及回火温度对Ｍ５０ＮｉＬ钢渗层断裂韧性的影响。结果表明，渗碳层中附加渗入微量氮对二次硬化和断裂韧性的提高都有利，它使淬硬层的断裂韧性明显高于钢的常规渗碳钢和Ｍ５０钢。     

高强度钢表面裂纹（KIE）的测定

本文对薄板疲劳预制表面裂纹的方法了研究。在此基础上，测定了高强度钢３７ＳｉＭｎＣｒＮｉＭｏＶ，３０Ｃｒ３ＳｉＮｉＭｏＶＡ的表面裂纹韧性值（ＫＩＥ）。结果表明：ＫＩＥ分别为５３ＭＰａ．√ｍ、６０ＭＰａ．√ｍ，为高强度材料的薄壁结构件在工程上应用提供了重要的技术参数。     

气泡法测量多孔材料孔径分布

本文描述了气泡法测量多孔材料孔径分布的实验方法和数据处理。并对不同数据处理方法进行了比较,指出了各种数据处理方法的优缺点。     

LM2钢马氏体－下贝氏体复相组织性能和断裂机制

试验研究了６５Ｃｒ５Ｍｏ３Ｗ２ＶＳｉＴｉ（ＬＭ２）钢Ｍ－Ｂ＿Ｌ复相组织和性能的关系。结果表明，含有４５％～５０％下贝氏体（Ｂ＿Ｌ）的复相组织低温回火后，具有显著的强韧化效果。应用微机对试验结果进行逐频步回归分析得出了试验条件下力学性能与组织参量（体积分数）的定量关系，借助于连续扫描拉伸技术直接观察、分析了裂纹萌生、扩展至断裂全过程与显微组织的关系。通过示波单冲试验，评价了显微组织与裂纹萌生和扩展的关系。     

粉末冶金旋压无缝钨管的组织性能及使用情况

用粉末冶金法制坯,以旋压法加工无缝钨管为试样,测定了加工过程中硬度、密度和组织变化,测定了钨管的再结晶温度,并描述了钨管的实际使用情况。不同变形率下钨管的组织是:11%变形率时还有未变形的组织;66%变形率时能看到细长的烧结孔洞;77%变形率时晶粒已破碎,烧结孔洞全部消失。用于钨铼热电偶标定炉的高精度无缝薄壁钨管结果是:φ40×0.25×540mm者,在中心位置100mm范围内,1200℃、1400℃和1600℃的轴向温差分别为±1℃、±6℃和±7℃;φ30×0.25×286mm者,等温区允许误差在1377±12℃,该区长度为120mm。     

WC－20（Fe／Co／Ni）硬质合金断裂韧性的一种测定方法和断裂模式研究

用电火花加工的单边缺口试样，外推得到ＷＣ－２０（Ｆｅ／Ｃｏ／Ｎｉ）硬质合金的平面应变断裂韧性ＫＩｃ，发现表观裂纹扩展能量释放率ＧＱ（ρ）与试样缺口根部曲率半径ρ呈线性关系，即ＧＱ（ρ）＝ＧＩｃ＋Ａρ。在扫描电镜下观察断口形貌，认为有４种断裂模式：粘结相撕裂、ＷＣ晶粒解理断裂、ＷＣ－ＷＣ晶界开裂和ＷＣ－粘结相边界开裂，讨论了各种断裂模式的断裂过程。     

热处理后粉末冶金制品碳含量的测定

介绍了热处理粉末冶金制品碳含量的测试结果。实验表明，为了保证所测得数据的可靠性，试样必须经过特殊的脱脂处理。还简要介绍了试样的脱脂方法。     

粉末冶金压缩机缸盖的研制

介绍了粉末冶金压缩机缸盖的研制过程。重点讨论了密度、烧结温度以及蒸气处理对抗拉强度的影响。利用高温蠕变现象来调整产品的平面度和平行度。采用一次压制、烧结工艺而无需再机械加工或者整形