U-2Nb合金铸造晶粒度的计算机模拟

利用ProCast和CalcoSoft 3D软件中的CA FE模块 ,采用元胞自动机 有限元方法 ,对U 2Nb合金以约 5 0℃ /min冷却速度铸造的 (10 7mm/77mm)× 80mm管形铸件作为算例 ,对该铸件的微观组织和晶粒度进行模拟计算。结果表明 :U 2Nb合金的凝固微观组织的晶粒度变化规律 ,在铸件的同一高度上 ,内层晶粒半径 <外层晶粒半径 <中间层晶粒半径 ;按从上到下的顺序 ,晶粒半径逐渐减小 ;用金相方法实测了U 2Nb合金铸件在各个高度位置之中间层的凝固微观组织晶粒尺寸 ,实测值约为模拟计算值的 5 0 %,但是二者晶粒度的变化趋势是一致的 ,模拟结果达到了定性或半定量的水平     

铀铌合金铸件铸造过程中夹杂数值模拟研究

介绍了铸造过程中夹杂数值模拟的技术进展.基于氧化膜卷入机理,采用ProCAST软件中的粒子跟踪方法,对铀铌合金充型过程中夹杂物的运动轨迹进行了模拟.结果表明,当夹杂物的密度不大于15×103 kg/m3时,夹杂物最终位于铸件的顶部;当夹杂物的密度在(16～17)×103 kg/m3时,夹杂物在铸件的中部停留较长时间;当夹杂物的密度大于18×103 kg/m3时,夹杂物在铸件的底部.     

铀铌合金与CO反应后的表面层研究

采用X射线光电子能谱(XPS)和气相色谱(GC)研究了铀 铌合金在25℃与CO反应后表面层的组成和反应气氛的变化.结果表明,铀铌合金与CO反应后, 表面层形成了UO2,UC(或UCxOy),Nb2O5和NbO等多种物相,反应气氛中有C O2生成.初步探讨了铀铌合金与CO的反应机理.     

Al-Cu合金铸造工艺的计算机模拟研究

采用铸锭冶金法制备了Al-Cu铸造合金,运用计算机模拟的方法研究了合金成分、浇注温度与冷却强度等工艺参数对凝固组织的影响。研究结果表明,凝固组织的实验结果与计算机模拟结果可以较好的吻合,通过建立成分、浇注工艺参数、微观组织与材料性能之间的对应关系,可以实现Al-Cu合金铸造工艺的在线精确控制。     

铸造Al-Si-Mg合金凝固过程热裂纹的计算机模拟

对铸造Al-Si-Mg合金凝固过程热裂纹的产生进行了计算机模拟与实验验证。结果表明,在相同的浇注温度下,适当提高铸型的预热温度可以一定程度上抑制热裂纹的形成。在相同的铸型预热温度下,提高浇注温度可以在一定程度减小热裂纹形成倾向。通过计算机模拟得到的Al-Si-Mg合金凝固过程热裂纹的产生位置和热裂纹形成倾向与实验结果保持了良好的一致性。     

一种亚共析铀铌合金的凝固特点及显微偏析研究

分析了一种亚共析U-Nb合金的凝固过程,获得了该合金的固相线、液相线温度和固-液两相区的残余液相体积。发现凝固末期残余液体不能形成液体网,凝固枝晶很快互相连接,形成一些较大的孤立的液体池。凝固末期这种不能补缩的液体池易形成严重的疏松,理论初步计算合金的显微疏松量约为1.6%。发现合金中铌是严重的负偏析合金元素,凝固中期和凝固末期偏析系数k仅为0.16和0.11,极易在枝晶干偏聚造成枝晶偏析。     

晶粒度对K18合金高温性能的影响

前言为了降低飞机发动机的油耗,需要对其所用金属材料进行严格筛选。K18合金在某发动机上用作Ⅲ级涡轮叶片和Ⅱ、Ⅲ级导向叶片用材。为了优化该发动机的设计,我们对其叶片材料进行了大量的综合力学性能的研究。在此过程中发现晶粒度对其高温疲劳性能有较大的影响。试验表明,在工艺过程中对晶粒尺寸进行严格控制是提高K18合金高温疲劳性能及改善其应用性能的一个重要途径。一、试验方法试验用材为K18高温合金,其母合金由200公斤真空感应炉熔炼,化学成分见表1。试棒均采用熔模精密铸造。在10公斤真空感应炉中重熔母合金再精铸成试棒,浇注     

铸造过程三维计算机模拟

作者开发了一个以优化铸造设计和提高铸造收得率为目的的计算机三维模拟系统。该三维模拟系统包括前处理部分和后处理部分。前处理部分在建立三维初始形状后,能自动地将几何图形分成六面体网格单元。后处理部分通过最简的输入,彩色显示出计算结果。为降低计算费用和减少内存,使用了线性插值、显式有限差分法数值解析热平衡方程,直接采用不同的时间步长计算每个单元的温度,进而开发出一种定量预测缩孔缩松的方法。该方法假设一临界固相率来决定液态金属的补缩条件。在固相率低于(或者高于)该临界值的区域则相应地产生缩孔(或缩松)。在固相率高的区域,固相率梯度成为控制补缩驱动力的关键参数。而固相率低的区域,依靠重力作用就能顺利地实现补缩。模拟预测的缩孔缩松分布与铸钢件的试验结果吻合良好。另外,还介绍了一些实际铸件浇冒口优化设计的实例。     

计算机在高温合金铸造工艺设计中的应用

1　计算机数值模拟计算机数值模拟技术的引进使对高温合金铸造工艺的控制成为可能。通过数值模拟技术对高温金属充型后的温度场的准确预测 ,为铸件缩孔、疏松、裂纹的预测和防止提供了条件。又在流场、应力场的模拟方面取得进展 ,“三场”的耦合为防止充型所带来的冷隔、浇注不足和由于浇注带来的残余应力等工艺问题提供了极大的帮助 ,使铸造提高了成品率 ,节省了时间。计算机模拟已成为今天铸造生产过程控制的有力工具 ,它使生产者在生产之前对其铸造工艺方案及凝固过程进行计算机模拟试浇和质量预计 ,利用各种计算机数据判断各种铸造缺陷 …     

GH4169合金涡轮盘热模锻中晶粒尺寸演变的数值模拟与分析

针对GH4169合金涡轮盘热模锻中易出现粗晶、混晶等显微组织缺陷,通过热模拟压缩实验和热变形后热处理实验,研究分析了GH4169合金在热变形和后续热处理中的显微组织演变规律,并建立了晶粒尺寸演变模型。实验结果表明:GH4169合金在热变形中的主要显微组织演变机制为动态再结晶,热变形后热处理中的主要显微组织演变机制为晶粒长大和孪晶生成。将晶粒尺寸演变模型与有限元结合,对某GH4169合金涡轮盘热模锻中的晶粒尺寸演变进行了预测分析,预测结果与实际结果一致。     

TC6合金等温锻造过程中晶粒尺寸的数值模拟

通过引入一个与微观组织相关的函数对稳态流动应力模型进行修正,建立了金属材料高温变形时的稳态流动应力模型.并将该耦合微观组织参数的流动应力模型写入有限元程序中,模拟了TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α相晶粒尺寸的变化.研究了变形工艺参数(压下量,变形温度,变形速度和摩擦因子)对零件内部初生α相晶粒尺寸的影响.     

镁偏析对铝合金晶界性能影响的计算机模拟

采用嵌入原子法对铝晶界上Mg的偏析性质及其对晶界性能的影响进行了计算机模拟。结果表明 ,Mg的晶界偏析具有自发性 ,并且降低基体的电荷密度和空位形成能 ,从而导致晶界脆化。     

The effect of alloy grain size on the transient oxidation behavior of an alumina-forming alloy

In the early stages of alloy oxidation, diffusion of solute through the metal to the surface is important in determining the composition of the oxide scale that forms during the transient stage. Rapid solute diffusion to the interface will promote the formation of a protective scale, thereby suppressing the formation of base-metal oxide. The effect of alloy grain size on the formation of the transient oxide scale has been studied using a very fine grained NiCrAlY alloy produced by plasma spraying. The long-term oxidation behavior of this alloy was found to be independent of the grain size of the underlying alloy. However, the short-term, transient oxidation rate was found to decrease with decreasing alloy grain size. This is attributed to the rapid grain boundary transport of Al and Cr to the oxide/metal interface which promoted the formation of Cr₂O₃ and Al₂O₃.     

钛合金TIG焊接头晶粒尺寸非线性梯度特征

以显微组织与晶粒尺寸统计分析为基础,研究了TC4钛合金不同TIG焊工艺的焊接接头显微组织及其晶粒尺寸变化,引入了晶粒梯度特征值概念,以表征钛合金焊接接头显微组织的非均匀性.结果表明,TC4钛合金TIG焊接头显微组织的晶粒尺寸从焊缝中心经热影响区至母材呈现非线性变化,晶粒尺寸变化率(晶粒梯度)在柱状晶区(CZ)和粗晶区(CGZ)交界处出现最大值,称之为晶粒梯度特征值;随着TIG焊热输入增大,晶粒梯度特征值逐渐减小,但相对位置不发生改变.晶粒尺寸梯度特征值能够反映钛合金焊接接头组织的不均匀性,这对于探索钛合金焊接接头的服役性能具有重要的意义.     

Influence of the alloy grain size on the oxidation behaviour of PM2000 alloy

The influence of the alloy grain size on the oxidation behaviour in air between 900 and 1400 °C of oxide dispersion strengthened PM2000 alloy was studied. The grain size of the alloy affects the morphology, the composition of the alumina scale as well as the size, composition and volume fraction of nodules formed on the alumina scale, but has only a small influence in the kinetics. In the fine-grained PM2000, grain boundaries act as rapid pathways for aluminium diffusion, leading to the establishment of a purer alumina scale than that formed on coarse-grained material. On the coarse-grained alloy, there is enough time for the nucleation of oxides other than alumina. These oxides, impeding alumina grain growth, can lead to the formation of a fine-grained alumina layer. The outward cation and inward oxygen diffusion in this fine-grained alumina layer may contribute to both the slight increase in mass-gain and the increased tendency to form nodules at the outer surface.     

基于BP神经网络的镁合金晶粒尺寸及流变应力模型

通过等温压缩试验研究了热变形条件对AZ61B镁合金再结晶晶粒尺寸及其流变应力的影响,并采用人工神经网络方法分别建立了动态再结晶晶粒尺寸及流变应力的模型。利用反向传播算法对网络进行试探性训练研究,得到了最佳参数。结果表明,所建立的网络模型具有优良的性能,能精确预测AZ61B合金热变形条件下的再结晶晶粒尺寸及流变应力。     

Al-Li合金回归过程的数值模拟

基于离散格点形式的Langevin方程,以Al-12%Li合金为对象,模拟合金完全回归的过程。结果表明,Al-Li合金完全回归过程经过Li的固溶,δ’相的回归,δ’相的无序化;Al-Li合金完全回归,其温度需要达到一定条件才可以发生,否则即使延长回归时间,有序相也只发生部分回归;温度越高,Al-Li合金完全回归时间越短,Li含量越低,发生完全回归的温度越低。     

Grain size distribution in a complex AM60 magnesium alloy die casting

Presolidified equiaxed dendritic crystals are observed in magnesium cold chamber high pressure die castings. Depending on the rate at which new crystals are formed and to what extent they survive in the shot sleeve, a mixture of liquid and crystals is injected into the die cavity resulting in floating crystals in the casting. Box shaped die castings of the AM60 magnesium alloy have been made with a cold chamber high pressure die casting machine. The resulting microstructure is generally observed to consist of (a) a fine grained structure or (b) a mixture of fine grains and coarse grains which is either centred or dispersed in the through thickness cross-section. The prevalence of structures is observed to vary with position in the casting. Close to the gate a coarse grained microstructure dominates, while fine grains dominate further from the gate. The volume fraction of floating crystals in the casting is shown to depend on the initial superheat of the melt. IJCMR/492     

高温合金螺栓镦挤过程的微观组织演变模拟及试验研究

使用Visual Fortran6.0开发了锻件微观组织模拟软件,可进行塑性变形分析及模拟变形中锻件内部微观组织演化,得到锻件内的应力场、应变场、应变速率场及晶粒度分布。应用该软件分析了高温合金(GH4169)螺栓镦挤工艺的动态再结晶过程和再结晶的晶粒度分布。