薄壁管数控绕弯成形壁厚减薄的主要影响因素研究

针对薄壁圆管数控绕弯精确成形过程在多因素作用下容易出现外侧壁厚减薄的物理过程,基于Dynaform建立了数控绕弯三维有限元模型并验证了模型的可靠性.研究了材料参数、顶推装置、弯曲角度、相对弯曲半径、芯棒伸出量、芯头个数对管材数控绕弯成形外侧壁厚减薄的影响规律.结果表明:LF2M铝合金比1Cr18 Ni9Ti不锈钢减薄严重,但是截面畸变程度小于1Cr18Ni9Ti;相比尾部没有安装顶推装置的管坯,加装了顶推的弯管壁厚减薄率降低了大约5％;随着弯曲角度和弯曲半径的增大,减薄率也逐渐增大;芯棒伸长量和芯头个数也是影响减薄的重要因素,芯棒伸出越多,弯管壁厚减薄率越大,增加芯头也会增大减薄率.     

基于正交优化的异型薄壁壳体强力旋压成形有限元分析

为了揭示工艺参数对异型薄壁壳体强力旋压成形过程的影响,采用正交试验优化设计方法安排模拟仿真方案,基于ABAQUS/Explict平台对不锈钢1Cr18Ni9Ti曲母线形件旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟研究。分析了旋轮进给比、旋轮圆角半径、旋轮安装角和旋轮与芯模之间的间隙对该成形过程壁厚差、切向拉应力和周向压应力的影响显著性次序以及影响规律,并获得了优化的工艺参数。结果表明,旋轮与坯料之间的间隙是决定工件壁厚均匀性的最重要因素;旋轮进给比和旋轮圆角半径分别对工件的起皱和拉裂倾向影响最显著。减小上述工艺参数的值均可使工件壁厚分布更均匀;随着进给比的增大,拉裂和起皱倾向逐渐减小;增大旋轮与坯料之间的间隙,起皱倾向增大,而拉裂倾向先增大后减小;旋轮圆角半径增大,拉裂和起皱倾向均增大;增大旋轮安装角,起皱倾向逐渐增大,拉裂倾向逐渐减小。     

细长薄壁筒形件错距旋压成形工艺研究

薄壁筒形件变形量大,壁厚公差要求高,加工过程中容易出现壁厚超差、振纹、开裂、脱模困难等问题,为提高生产效率,通常采取错距旋压方式成形。通过对6061铝合金细长薄壁筒形件错距旋压工艺分析及旋压成形试验,分析了旋轮进给比、壁厚减薄率、旋轮轴向和径向错距量、旋压道次、预先热处理工艺规范等对旋压过程和产品质量的影响,为细长薄壁筒形件研究出了一套切实可行的错距强旋成形方案和合理的工艺参数。     

筒形件错距旋压成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对成形质量的影响规律是旋压成形工艺研究的重点,而旋压件的椭圆度、直线度、壁厚偏差等是评价成形质量的重要指标.本文以旋压件椭圆度、直线度、壁厚偏差为评价指标,采用正交试验法对错距旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响椭圆度、直线度、壁厚偏差的因素主次顺序.结果表明,筒形件旋压成形过程中,影响筒形件椭圆度/直线度因素的主次顺序为:进给比＞总减薄率＞轴向错距量;影响筒形件壁厚偏差的因素主次顺序为:总减薄率＞进给比＞轴向错距量.     

对轮旋压的正交试验数值模拟

为研究对轮旋压工艺参数对壁厚差及扩径量的影响,根据对轮旋压的工艺特点并结合有限元平台ANSYS软件,对筒形件旋压过程进行数值模拟,建立了三维有限元模型。采用正交试验法对对轮旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响壁厚差和扩径量的因素主次顺序。研究结果表明,对轮旋压成形过程中,影响旋压件壁厚差因素的主次顺序为:减薄率进给比旋轮圆角半径;影响旋压件扩径量因素的主次顺序为:减薄率旋轮圆角半径进给比。     

梯形内齿旋压成形过程数值模拟及试验研究

采用有限元数值模拟和试验验证的手段对三旋轮杯形薄壁梯形内齿轮旋压过程进行了研究,讨论了齿形角、减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对杯形薄壁梯形内齿旋压成形质量的影响。结果表明,在旋压成形过程中,金属的流动与齿廓侧面的倾斜程度有关;梯形齿各截面壁厚分布较矩形齿均匀。随着减薄率、进给比及旋轮圆角半径的增加,工件轮齿部分的相对齿高也随之增加。     

12Cr18Ni9不锈钢筒形件数控旋压仿真及工艺参数优化

旋压加工是一种高效的塑性材料成形方法,尤其对薄壁筒形件、圆盘零件具有明显的优势。采用旋压加工的方法对12Cr18Ni9不锈钢筒形件进行加工仿真,针对不同的旋压工艺参数设计不同的旋压仿真方案,得出不同参数下的旋压仿真结果及旋压工艺参数的影响规律。结合正交试验方法对旋压加工工艺参数进行优化,设计了三因素两水平正交表,编制了正交试验方案,并对试验结果进行了分析和处理,得出了主次因素和最优组合,旋轮工作角为20°、旋轮圆角半径为6mm、旋压进给率为1.5 mm/s时,壁厚差变化最小,可得到较好的旋压结果,为不锈钢筒形件的数控旋压加工工艺参数选择提供依据。     

薄壁管小弯曲半径数控弯曲壁厚减薄实验研究

外侧壁厚减薄是弯管成形中容易出现的加工缺陷之一,对于薄壁管小弯曲半径(R/D≤2)数控弯曲成形尤为严重.本文采用实验法,对该成形过程中弯曲段的壁厚减薄进行了深入研究,得到芯头个数、芯棒伸出量、弯曲角度、压块与管件摩擦条件、压块速度、相对弯曲半径、材料参数对壁厚减薄的影响规律.结果表明,合理增加压块与管件间的摩擦和压块速度,有助于控制壁厚减薄;1CR18Ni9Ti管变形特点不同于LF2M管,后者更易出现拉裂缺陷.     

工艺参数对筒形件错距正旋成形尺寸精度的影响

采用单因素试验设计方法,通过测量旋压件轴向不同位置处的内、外径值,获得了旋压件内径扩径量、外径偏差、壁厚偏差沿轴向的分布规律,并由此得到了工艺参数对旋压件尺寸精度的影响规律。结果表明:在筒形件错距正旋成形过程中,进给比对旋压件内径扩径量的影响最大,减薄率次之,随着进给比和减薄率的增大,最大内径扩径量减小,较小的径向错距有利于减小最大内径扩径量;工艺参数对旋压件外径偏差和壁厚偏差的影响规律基本一致,随着减薄率和径向错距的增加,外径偏差和壁厚偏差均增大,旋压件底部和口部位置处的外径偏差和壁厚偏差随进给比的增大而增大,旋压件中部的外径偏差随进给比的增大先增大后减小。     

大型复杂薄壁壳体多道次旋压过程中的壁厚变化

基于ABAQUS/Explicit和Standard建立的包含回弹与退火的大型复杂薄壁壳体多道次旋压全过程模拟模型,分析了该过程中壁厚的分布与变化及工艺参数对壁厚的影响规律。结果表明,壁厚减薄经历了剪切减薄和拉薄两个阶段,壁厚剧烈减薄部位位于旋轮后方的环带并向工件口部移动,而且其值逐渐减小;壁厚沿工件母线方向分布不均匀,沿周向分布较均匀;回弹对壁厚的分布影响不大。摩擦系数在一定范围内的增大,可以有效地抑制第一道次旋压过程中壁厚过度减薄的发生,使壁厚分布更均匀;而旋轮进给比对工件壁厚的影响与摩擦系数的作用相反。在后续道次旋压过程中,工件壁厚差随着摩擦系数的增大先减小后增大,随着旋轮进给比的增大逐渐减小。这些结果可为大型复杂薄壁壳体多道次旋压成形参数的确定和优化设计提供理论依据。     

土壤中SRB及Cl-对1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀的相互影响

利用交流阻抗测试技术、扫描电镜及表面能谱、失重法、微生物分析等方法 ,研究了在不同Cl-含量的土壤中 ,硫酸盐还原菌对 1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀的影响规律 .13 6d的试验结果表明 ,不同Cl-含量土壤中SRB菌量在2 3 0 0 0～ 3 5 0 0 0 (个 /克土 )之间 ,Cl-的加入并没有显著影响SRB的生长 ,随着Cl-的加入土壤中SRB的菌量有增大的趋势 ;随着土壤中Cl-含量的增大 ,不锈钢腐蚀电位负偏移 ,而且在接菌土壤中的腐蚀电位比在灭菌土壤中负移幅度更大 ;不锈钢在灭菌土壤中没有发生点蚀现象 ,而在接菌土壤中发生了严重的点蚀 ,最大点蚀深度随着土壤中Cl-含量的增加而增大 ,这说明在土壤中SRB及Cl-的共同作用下 ,增大了不锈钢的点蚀敏感性 .不锈钢在灭菌土壤中的阻抗图谱表现为一个半径很大的容抗弧 ,而在接菌土壤中的阻抗图表现为两个时间常数的双容抗弧     

模拟酸雨组分对1Cr18Ni9Ti不锈钢土壤腐蚀行为的影响

利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了模拟酸雨组分对1Cr18Ni9Ti不锈钢在土壤中腐蚀行为的影响。结果表明,酸雨组分对1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀行为影响显著。随着SO42-与NO3-浓度比的减小,不锈钢的腐蚀速率减小,说明硫酸型酸雨对本体系的腐蚀性明显强于硝酸型酸雨。不锈钢的电化学阻抗谱表现为双容抗弧,其腐蚀过程主要受氧扩散过程控制。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢斜面铣削力的实验研究

阐述了1Cr18Ni9Ti不锈钢的切削特性，应用正交试验法进行了球头刀铣削1Cr18Ni9Ti不锈钢斜面铣削力实验，以铣削速度、铣削深度、进给量、行间距和斜面与水平面的夹角为试验因素，以球头刀斜面铣削力为试验指标。根据实验结果，回归得出了预测1Cr18Ni9Ti不锈钢斜面铣削力的模型，并分析了各试验因素对铣削力的影响规律，最后给出了球头刀铣削1Cr18Ni9Ti不锈钢斜面时的推荐铣削参数值，并将其应用于不锈钢搅拌桨叶片加工。     

酸洗对超薄壁1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀行为研究

1Cr18Ni9Ti不锈钢带在不同浓度硝酸?氢氟酸中进行酸蚀试验,进行力学性能检测和金相组织观察,探索酸洗各因素对超薄壁不锈钢腐蚀的影响。结果表明:酸洗对敏化态不锈钢带的腐蚀影响最严重;酸蚀剂中HNO₃浓度低于20%时,HF浓度越高,不锈钢带腐蚀速率越大;HNO₃浓度高于30%时,随HF浓度增加,不锈钢带力学性能降低,但腐蚀速率变化不明显;超薄壁1Cr18Ni9Ti不锈钢的酸蚀剂宜采用较高浓度的硝酸和较低浓度的氢氟酸。     

1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢冷变形与再结晶组织及性能

研究了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢加工硬化时组织的演变过程及其对性能的影响。结果表明，冷变形可提高钢的各种强度性能指标，尤其大大改善疲劳性能。经60％变形后，钢的疲劳强度提高了65％左右。随着加热保温时再结晶过程的进行，钢的强度下降而塑性逐步恢复。     

1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢的焊接试验

通过钨极氩弧焊方法,对 1Cr18Ni9Ti 与 1Cr13 实施焊接.采用光学显微镜、扫描电镜对 1Cr13 马氏体型与 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型不锈钢焊接接头进行金相组织、断口形貌观察及分析;利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量焊接接头的力学性能;并通过海水模拟溶液浸泡试验,测量焊接接头极化曲线和交流阻抗谱.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接接法,在合适的工艺下(焊接电流为 80 A,焊接速度为 110 mm/min),能够获得外观平整、组织均匀,力学性能与电化学性能符合要求的焊接接头.

Abstract：

The stainless steels of 1Cr18Ni9Ti and 1Cr13 were welded through deterministic craft by tungsten inert-gas (TIG) welding. The microstructure and fracture pattern of weld joints of 1Cr13martensite and 1Cr18Ni9Ti austenite stainless steels were observed and analyzed by means of LOM and SEM, the mechanical properties of the weld joints were measured with micro-hardness tester and electronic universal stretcher, and the polarization curves and AC impedance spectroscopy of weld joints were tested by seawater immersion test of simulation solution. The results show that adopting manual TIG welding through electrode negative to direct current soldering machine to weld 1Cr18Ni9Ti austenite stainless steel and 1Cr13 martensite stainless steel is feasible; under suitable process (welding current is 80 A, welding speed is 110 mm/min), weld joints can obtain good appearance and uniform structure; mechanical properties and galvano-chemistry properties can meet use requirements.     

HIP diffusion bonding of P/M titanium alloy Ti-6Al-4V and stainless steel 1Cr18Ni9Ti

The HIP diffusion bonding of P/M titanium alloy Ti-6A1-4V and stainless steel 1Cr18Ni9Ti using pure Ni as intermediate layer was studied. Bonding joint with complex bonding interface was obtained by HIPing pre-alloyed Ti-6Al-4V powders and stainless steel 1Crl 8Ni9Ti in a vacuum canning. The joint strengths were examined and the characteristics of bonding joint were observed. The result shows that the maximized strength of HIP diffusion bonding between P/M titanium alloy Ti-6Al-4V and stainless steel 1Cr18Ni9Ti can be up to 388 MPa and the microstructure of bonding joint is acceptable.     

钛合金与不锈钢超塑性扩散连接工艺及机理研究

基于微细晶超塑性扩散连接方法,对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢成功实现了直接扩散连接,系统分析了接头性能、界面微观结构及超塑性扩散连接机理。结果发现：TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢直接超塑性扩散连接时,较佳连接工艺规范为：温度T=760~820 ℃,压力p=6~9 MPa,时间t=20~40 min;接头剪切强度τ＝125.3~148.7 MPa。与一般直接扩散连接相比,连接温度降低了约100 ℃,接头的剪切强度提高了1倍以上,且连接试样无明显变形。细化热处理TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢超塑性扩散连接时,其接头的形成过程大致可分为3个阶段：形成紧密接触阶段、接触表面激活阶段及靠近活化中心的界面冶金结合区形成阶段。     

奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗氧化特性

为进一步提高奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的高温使用性能,对该钢进行了热浸镀铝处理和抗高温氧化性能的试验.试验结果表明:经热浸镀铝处理后,奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的抗高温氧化性能明显得到改善,其热浸镀铝层的抗高温氧化行为符合抛物线规律.1 000℃抗氧化试验表明:在高温氧化过程中,表层Al2O3氧化膜及扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相起到抗氧化作用.     

超音速火焰喷涂Cr3C2/NiCr涂层抗加沙空蚀性分析

采用HVOF技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上制备了Cr3C2/NiCr涂层,借助XRD,TEM,SEM等方法分析了涂层的组织形貌及相组成.以1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢作为对比材料,用磁致伸缩空蚀仪配备扬沙装置测试了涂层在清水以及含沙水中抗空蚀性能.结果表明,涂层呈层状结构,含有未熔颗粒和少量孔隙,涂层由Cr3C2,Cr7C3,Cr23C6及NiCr等相组成;在清水试验中,1Cr18Ni9Ti不锈钢抗空蚀性能良好,与空蚀过程中1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢产生加工硬化有直接关系;在含沙40 kg/m3试验水中,Cr3C2/NiCr涂层呈现出较好的抗空蚀性能,与涂层自身相组成以及较高硬度有关.Cr3C2/NiCr涂层破坏总是从孔隙等薄弱环节开始,而1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的破坏起始于晶界和孪晶界.