激光熔覆铁基合金的单层多道搭接工艺研究

在单道试验的基础上对铁基合金单层多道搭接工艺进行了研究。建立了激光熔覆多道搭接的理论计算模型,计算并修正搭接理论值。分析了搭接率对熔覆层的表面成形质量和微观组织的影响。得到了合适的搭接率56%,验证了熔覆层的显微硬度与材料的本身硬度相符合。     

45钢多道搭接激光熔覆层的组织与性能

在45钢表面进行了激光搭结熔覆WC-12Co涂层的实验,对复合涂层的组织、硬度等进行了研究.结果表明:激光熔覆区在微观结构上分为熔覆层、熔化区和热影响区.在搭接区出现了较为粗大的组织特征,采用同一激光工艺参数,多道搭接熔覆层的显微硬度降低.多道搭接熔覆产生的重稀释导致涂层中WC硬质相含量明显降低,是造成激光熔覆层硬度下降的主要影响因素.     

预热温度对U75V激光熔覆成形性能的影响

研究了预热温度对U75V激光熔覆成形的影响,分析了熔覆层显微组织特征和硬度分布。结果表明,当预热温度低于125 ℃时,熔覆层出现了孔洞和熔深分布不均匀的缺陷,整体尺寸波动较大;125 ℃预热成形的多层熔覆层无明显缺陷。在母材预热后,单层熔覆层熔覆区组织由魏氏组织变化为下贝氏体,热影响区主要为粗晶马氏体,硬度变化较小。多层熔覆层熔覆区组织为柱状晶和等轴晶共存,热影响区的马氏体分布在熔合线附近区域。预热后熔覆层的硬度有所下降,预热对马氏体转变的影响较小。     

304不锈钢局部干法水下激光填丝熔覆层微观组织及性能

采用自行研发的水下激光填丝熔覆装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行激光填丝熔覆试验,并对空气环境和水下环境的熔覆结果进行对比分析,以探索在水下环境进行304不锈钢的缺陷修复. 通过XRD,EDS,光学显微镜分析了熔覆层的显微组织、化学成分和物相组成,采用显微硬度仪进行了硬度测试,利用动电位极化与交流阻抗谱技术研究熔覆层电化学腐蚀行为. 结果表明,在两种环境下均制备了单层多道熔覆层,且无明显气孔、裂纹等缺陷;熔覆层包括熔覆区、搭接区、相变影响区、熔合区、热影响区,显微组织主要由奥氏体、铁素体、马氏体组成;由于各区域内微观组织及晶粒的大小不同,使得熔覆层硬度呈阶梯分布;在3.5%NaCl溶液中,两种环境熔覆层均呈现出明显的钝化行为,且两种熔覆层耐腐蚀性能相近;所研制的水下激光填丝熔覆装备及工艺,可以满足实际工程对于熔覆层高效制备、成形质量控制及耐蚀性能的要求,可用于水下环境304不锈钢表面的防护与修复.     

1Cr17Ni2不锈钢表面激光熔覆层的微观组织和性能研究

在1Cr17Ni2不锈钢表在进行激光熔覆.分析了激光熔覆单道熔覆层热裂纹形成机理以及微观组织分布特征;对熔覆层多道多层搭接进行了实验,采用优化的工艺参数堆覆制造了无裂纹、气孔等缺陷的致密薄壁件试样,对试样横截面微观组织特征和硬度分布规律进行了分析.分析表明,激光熔覆组织成分均匀,组织致密、具有快速熔凝组织特征并且性能优...     

激光熔覆成形Ni基合金层的研究

采用同轴送粉式激光熔覆工艺对Ni基合金粉末进行单道单层、单道多层及多道多层熔覆成形实验.结果表明:所形成的熔覆层与基体为冶金结合;内部组织由大量的枝晶和等轴晶构成且组织均匀、致密;熔覆层硬度最高达771HV0.2,为基体材料硬度的3～4倍.耐磨性显著提高;熔覆层内部无气孔出现,局部存在少量微观裂纹.     

层间停光时间对多层激光熔覆影响实验研究

采用Fe基合金粉末在Q235D钢表面进行多层激光熔覆实验,得到的熔覆层表面比较光滑平整、粗糙程度较小,没有宏观裂纹和气孔出现,通过金相组织观察发现熔覆层组织晶粒的尺寸比较细小,熔覆层组织较好,无裂纹,基本无气孔出现,熔覆层与基体冶金结合较好。实验分别采用不同的层间停光时间进行多层激光熔覆,结果发现:多层熔覆时当停光时间较短时,熔覆层整体的显微硬度值会随着熔覆层数的增加而有所下降,并且熔覆层硬度的变化规律为:与基体结合的第一熔覆层硬度最高,往上层依次逐级降低,最后一层的硬度最低;当停光时间较长时,熔覆层的整体显微硬度值同样也会随着熔覆层数的增加而降低,而各熔覆层变化规律有所不同的是与基体结合的第一熔覆层硬度最低,往上层依次逐级升高,最后一层的硬度最高。实验结果对实际生产有重要的研究和应用价值。     

单体液压支柱激光熔覆层的组织与摩擦学特性

为延长单体液压支柱的使用寿命,在矿用单体液压支柱用钢27Si Mn表面激光熔覆Fe基合金粉末,制备多道熔覆层;分别对其显微组织、显微硬度和耐磨性进行分析研究。结果表明:熔覆层无裂纹,与基体呈冶金结合,组织均匀,为细密枝晶组织;熔覆层的平均硬度为636.27 HV0.3,是基体的1.93倍;前后两道搭接区的硬度高于未搭接区的硬度;熔覆层在50~200 N的载荷条件下耐磨性良好,第二道与第三道熔覆层搭接区的耐磨性最好;熔覆层在50~200 N载荷时,磨损过程非常平稳,随载荷增加,摩擦系数降低,载荷大于250 N,磨损过程变得不平稳。     

光纤激光熔覆铁基合金粉末对45钢表面组织和性能的影响

利用IPG-3000 W光纤连续激光器和激光同轴送粉方式在45钢表面熔覆铁基合金粉末,利用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪等,分析研究激光熔覆铁基合金粉末对45钢微观组织、显微硬度的影响。结果表明:45钢光纤激光熔覆层的微观组织为胞状晶、柱状晶、树枝晶和等轴晶,主要物相为Ni-Cr-Fe、γ-[Fe,Ni];当激光功率为600 W,扫描速度为0.3 m/s,送粉速率为0.8 g/h,靠近结合面一侧的熔覆层处最大硬度值为560 HV。对比单道和多道搭接熔覆层硬度,发现多道搭接熔覆层硬度较单道熔覆层硬度降低10~40 HV     

Y2O3对镍基碳化铬激光熔覆层结构性能的影响

研究不同含量的Y2O3对镍基碳化铬熔覆层宏观表面质量、显微组织、横截面微观硬度及熔覆层耐腐蚀性的影响.结果表明,稀土的加入可以细化晶粒,消除裂纹,涂层质量得到提高.硬度分布测量结果表明,加入0.2％ Y2O3后熔覆层的平均硬度约为1076 HV,比未加稀土的提高约100 HV.熔覆层的耐腐蚀性也得到提高.     

孔型对H型钢开坯轧制成形的影响及优化

采用弹塑性有限元方法,依托ABAQUS软件中显式计算的方法,对不同规格H型钢的往复开坯轧制进行仿真分析。应用ALE网格自适应技术解决了多道次的网格畸变问题。引入现场测试的温度数据作为模型的温度边界条件。通过对不同规格H型钢使用相同坯料的轧制过程进行模拟分析发现,孔型对开坯轧制最终成形有较大影响。分析结果表明,当采用展宽孔型轧制大规格型钢时,最终道次稳定段的轧件断面不能充满孔型,造成翼缘内侧缺肉现象;采用箱型孔预轧制小规格型钢时,这一现象则不是很明显。采用实测尺寸对H700×300规格H型钢的断面尺寸进行了对比验证。针对上述缺陷对H700×300规格的H型钢粗轧孔型进行优化,改善了翼缘缺肉现象。研究结果对于制定BD轧制规程具有指导意义。     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。     

高温合金复杂截面薄壁圆环多道次滚压成形截面变形特征

高温合金复杂截面（W）圆环多道次滚压成形截面变形十分复杂,而滚压圆环截面成形质量又决定了其服役性能。基于ABAQUS/Explicit软件平台,建立了"W"圆环多道次滚压的三维弹塑性有限元模型,并试验验证了其可靠性。基于所建立的有限元模型,分析环件多道次滚压成形过程中截面变形的特征。结果表明:滚压成形后,环件上应力最大处的截面沿宽度方向最外缘与其理论值的差值最小,最小截面变形位于应力较大处且随着滚压道次的增加最小截面变形位置保持不变。研究结果可为高温合金多道次滚压成形过程中环件复杂截面变形的预测和控制提供指导。     

A new approach to predicting partial recrystallization in the multi-pass hot rolling process

An exploratory approach to handling partial recrystallization in multi-pass hot rolling where the heterogeneity of steel microstructures is inherent is presented. The proposed model is based on a modification of the conventional model in which the microstructure of deformed austenite at each pass is simply taken as homogeneous during the multi-pass rolling. The usefulness of the modified model is demonstrated by applying it to a four-pass oval-round (or round-oval) rod rolling sequence. The pass-by-pass recrystallized fraction and austenite grain size (AGS) computed from the modified model are compared with those from the conventional model. The result showed that in multi-pass rolling at higher rolling speed, the recrystallization behavior and evolution of the austenite grain size at a given pass was strongly influenced by the modeling method of the partial recrystallization attributed to microstructural heterogeneity.     

Uniformity and continuity of effective strain in AZ91D processed by multi-pass equal channel angular extrusion

AZ91D magnesium alloy was processed by equal channel angular extrusion（ECAE）. The influence of extrusion temperature, extrusion pass and extrusion route on the ultimate strength of the extruded billet was analyzed. The process of multi-pass extrusion was simulated with the method of finite element analysis, and the continuity and uniformity of effective strain in multi-pass extrusion were investigated. The results show that extrusion pass plays the most important role in improving the ultimate strength of AZ91D magnesium alloy, the extrusion route is the second, and the extrusion temperature is the last, From the numerical simulation, there exists the continuity of the accumulated deformation in multi-pass extrusion and the effective strain increases linearly. The tendency of the strain uniformity is different in multi-pass extrusion with extrusion routes. The results of experiment agree with those of numerical simulation.     

Development of constrained optimisation analyses and strategies for multi-pass rough turning operations

In this paper, the development of constrained optimisation analyses and strategies for selecting the optimum cutting conditions for multi-pass rough turning operations on CNC and conventional lathes is outlined and discussed. The analysis is based on the criterion typified by the maximum production rate and incorporates various relevant technological constraints. The approach adopted in arriving at the final solution involved a combination of theoretical economic trends and numerical search methods. Popular multi-pass solution strategies such as using all equal passes or all equal passes except one past are shown to be useful approximations but the final computer-aided optimal solutions yielded unequal cutting conditions per pass. Numerical case studies supported the importance of using developed optimisation strategies rather than handbook recommendations, and demonstrated the effects of major variables as well as the superiority of multi-pass over single pass production rates.     

H型钢往复开坯轧制过程仿真分析

文章采用弹塑性有限元方法,对H型钢的多道次往复开坯轧制过程进行了仿真分析。文章详细介绍了有限元模型的建立,材料参数、边界条件及载荷的定义。得到了各道次轧件的三维变形结果。对轧件腹板部位产生的"舌头"现象进行了深入分析,并与现场实验数据相比较,模拟结果与实际情况吻合得很好。该文为多道次型钢轧制过程的仿真分析提供了参考,其方法可以作为孔形设计的参考依据。     

Q345钢对接接头残余应力与变形的预测

以ABAQUS软件为平台,开发了用于模拟多层多道焊接头温度场、残余应力和焊接变形的热-弹-塑性有限元计算方法. 利用所开发的计算方法对板厚为16 mm的Q345钢平板对接接头的温度场、应力场和变形进行了数值模拟. 采用试验方法测量了对接接头的残余应力和角变形. 试验结果与数值结果比较吻合,验证了所开发方法的有效性. 结果表明,在板厚相同的条件下角变形和横向收缩随着焊接层数的增多有增大的趋势;焊缝附近的纵向拉伸应力区域分布范围随焊接层数的增加略有减小;焊接层数对纵向残余应力的峰值影响较小.     

超级双相不锈钢多层多道焊接接头组织及腐蚀性能

选用2507超级双相不锈钢作为研究对象,研究钨极氩弧焊多层多道焊接接头的组织和腐蚀性能.采用两种不同保护气进行钨极氩弧焊,主要讨论焊接道次和氮气添加对组织和腐蚀性能的影响.结果表明,焊缝中心均有较高的奥氏体含量,其腐蚀速率是焊根部位的0.68倍;盖面和焊根奥氏体含量相近,但盖面由于其弥散且尺寸相对较大的晶内奥氏体表现出更好的耐腐蚀性,焊根是焊缝金属的薄弱区域.混合区由于热影响区的存在腐蚀速率最快.保护气中氮气的添加促进了奥氏体的生成,降低了腐蚀电流密度一个数量级,提高了整体的腐蚀性能.     

管板接头三维焊接变形的数值模拟

采用三维热弹塑性有限元法对管板接头的焊接变形进行数值模拟。研究了不同计算模型和焊接条件下接头的收缩和平板上开孔的位置和形状的变化。比较了半周模型和全周模型，固定热源和移动热源，单道焊和多道焊下的分析结果。为预测管板接头的焊接变形，控制制造精度提供了有价值的数据和方法。