半固态AlSi7Mg合金的触变力学模型研究

采用G1eeble—1500热模拟实验机研究了半固态A1Si7Mg合金的触变力学行为.通过回归分析建立了半固态A1Si7Mg合金在不同温度下的粘塑性本构关系模型；利用自行开发的半固态金属触变成形装置进行了实验研究，并采用建立的本构关系应用DEFORM^TM商用软件进行了模拟计算与实验条件相同的变形过程．由模拟计算与实验结果相比较可知，建立的本构关系模型是合理的，模拟结果与实验结果基本吻合．     

高固相率SiCP/AZ61复合材料触变成形的数值模拟

采用等温热处理法制备SiCP/AZ61复合材料半固态坯料,在自制实验装置上进行触变成形实验.采用所建立的高固相率SiCP/AZ61复合材料本构模型,对触变成形过程进行了数值模拟,得到了不同成形温度下的应力、应变和温度场分布.结果表明,与成形温度为530℃相比,560℃时复合材料触变成形具有变形抗力小、应变与温度场分布均匀的特点.通过实验和模拟结果对比可知(成形温度为560℃),两者吻合较好,所获结果可指导高固相率镁基复合材料触变成形工艺实践.     

TiCp／7075铝基复合材料的半固态触变成形

用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075铝基复合材料, 并进行半固态触变成形试验,研究了TiCP/7075铝基复合材料的半固态触变成形性及其成形后的微观组织与力学性能.结果表明,该材料具有良好的半固态触变成形性,在成形压力仅为20～25 MPa的条件下,就能够进行半固态触变成形.在625 ℃进行半固态触变成形后,其组织仍能保持均匀的等轴晶特征,平均晶粒尺寸为30～40 μm;半固态触变成形试件经T6处理后其硬度HRB为82～85.     

金属半固态成形技术的研究进展

概述了半固态金属成形技术近年来的研究进展;阐述了半固态触变成形技术中的三个关键技术:非枝晶组织半固态浆料的制备,坯料的二次加热,半固态触变压铸成形;并分析了其发展方向与研究趋势.     

金属半固态成形工艺概述

分析了非枝晶半固态金属的特性和半固态金属的成形特征，在此基础上，较详细介绍了金属半固态成形工艺，包括触变成形和流变成形技术。同时，分析了各种成形工艺的优、缺点以及应用范围。     

半固态铝合金铸件触变充型过程的模拟

在充分考虑半固态A1Si7Mg合金触变充型过程中压力和速度变化特征基础上，建立耦合半固态表观粘度的三维流场数学模型，确定固定流量的入流边界条件和约束滑动型壁边界条件以及保持入流温度不变的初始条件，并采用SOLA—VOF法对铝合金件的触变充型过程进行了模拟计算。结果表明，由于半固态表观粘度随剪切速率增大而下降，造成局部浆料充型速度的复杂变化，从而使半固态合金呈现剪切变稀的触变成形特点。由于充型时间极短，浆料在充型过程中降温小于1℃。刹车泵体模拟计算结果展示了模拟与实际成形结果的一致性。     

半固态AlSi7Mg合金触变成形实验装置的研究

设计并制造了一套半固态铝合金触变成形的实验装置,给出了触变成形实验的工艺参数,对实验结果与模拟仿真计算进行了对比,其二者的拟合度很好。     

铝合金汽车中间轴螺塞半固态触变模锻研究

对Y112铝合金进行半固态触变模锻实验，确定了该试验最优的半固态二次加热工艺参数。研究表明，模锻后零件中的晶粒基本保持了半固态成形前坯料的颗粒状，说明在触变成形过程中坯料的流动方式是以液相包裹着同相颗粒的方式进行的。并将数值模拟数据与实验成形力曲线比较，结果二者数值和变化趋势基本吻合，说明数值模拟能够为分析整个锻造过程提供有效的依据，能够从结果中获得较为符合实际的材料流动规律和塑性行为。     

喷射沉积材料半固态成形的现状与发展前景

综述了喷射沉积材料的半固态成形的研究进展和发展趋势,分析了喷射沉积材料的半固态成形工艺、半固态变 形特征和半固态成形的加热和保温过程中组织演变规律,提出高固相率的触变成形是喷射沉积材料半固态成形的发展方 向。     

SiC_P/AZ61复合材料半固态触变成形的数值模拟

采用等温热处理法制备SiCP/AZ61复合材料半固态坯料。运用所建立的高固相SiCP/AZ61复合材料本构模型,对其触变成形过程进行数值模拟,得到成形过程中的应力和应变分布,并对比了触变成形和常规成形的成形特点。结果表明,SiCP/AZ61复合材料触变成形具有变形抗力小、应力分布均匀的特点。通过对比试验结果和模拟结果可知,两者吻合较好,所获结果可指导镁基复合材料触变成形工艺实践。     

Deformation Behavior and Constitutive Equation Coupled the Grain Size of Semi-Solid Aluminum Alloy

Isothermal compression tests on Al-4Cu-Mg alloy were carried out in semi-solid state. Deformation behavior and microstructural evolution are discussed in this paper. Meanwhile, a new constitutive equation, which couples the grain size and liquid volume fraction, has been established for the semi-solid deformation behavior. The results show that the maximum difference between the calculated with the experimental data is less than 15%. The present equation is satisfactory for describing the correlation between the flow stress and microstructure of semi-solid Al-4Cu-Mg alloy. The coupled simulation of the deformation behavior and microstructural evolution during the semi-solid forming would be conducted easily through writing the present equation in a FE code.     

ZL201合金半固态成形本构模型

对采用近液相线铸造法制备的ZL201合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验。根据试验获得的ZL201合金不同温度与应变速率下的应力-应变曲线,采用多元回归线性方法建立了能够表征ZL201合金半固态变形行为的本构方程。同时,根据半固态浆料的表观粘度与热模拟压缩试验中的应变速率等参数间的关系式,对表观粘度和剪切速率之间的关系进行了研究。利用仿真软件Anycasting对ZL201合金半固态触变压铸成形过程进行了数值模拟,研究了内浇道厚度对ZL201合金半固态触变压铸过程的影响,并预测了铸件缺陷。结果表明,当内浇道厚度为3mm时,半固态金属浆料充型过程最为理想。     

Numerical and experimental investigations of semi-solid AZ91D magnesium alloy in thixoforming process

Many complicated factors affect thixoforming fluidity in thixoforming process of semi-solid metal (SSM). So, it is important to forecast the flow property of SSM. Rigid visco-plastic constitutive model of semi-solid AZ91D Mg alloy was established at different strain rate. The thixoforming process of semi-solid AZ91D Mg alloy was simulated using commercial finite element software DEFORM-3D™. The fluid and effective stress–strain fields in the thixoforming process were obtained and the relationships among stress, strain rate and temperature also were analyzed. The thixoforming experiments were performed at 570 °C with different holding time. Finite element analysis results were compared with experimental ones, and experimental data has good agreements with the simulation results.     

高固相率半固态材料本构模型的研究

研究了高固相率半固态材料的变形行为，基于连续介质力学和耦合理论，建立了描述其变形行为的两相本构模型，并以半固态Al—4Cu—Mg合金作为研究材料，根据等温压缩试验结果确定了本构模型中的待定参数，为深入进行半固态材料加工理论研究、计算机模拟和工艺实践提供了参考。     

半固态金属加工技术的数值模拟研究新进展

对近期国内外半固态金属加工技术的数值模拟进行了系统论述，介绍了流变学行为、二次加热和触变成形的模拟进展及应用现状，并对半固态金属加工过程模拟的发展进行了评价。     

A three-phase simulation of the effect of microstructural features on semi-solid tensile deformation

A direct finite-element microstructure model for prediction of the deformation behavior of semi-solid metallic alloys is presented. The 2D model geometry is based on a modified Voronoi tessellation, and includes rounded corners to approximate an equiaxed-globular grain structure, liquid surrounding the grains, and micro-porosity. An elasto-plastic empirical constitutive equation is derived for the solid grains, while the liquid is approximated as a perfectly plastic material with a very low yield stress. The resulting three-phase model was used to investigate the effects of fraction solid, porosity, and grain size on the constitutive behavior of a semi-solid aluminum alloy, AA5182. The model predictions were validated against experimental data at high fraction solid. These simulations reveal a strong correlation between semi-solid grain size and yield stress, and between porosity and strain localization. The application of direct finite-element simulations is shown to be an effective technique for examining the effects of microstructure phenomena on the macro constitutive behavior of semi-solid materials.     

镁合金半固态流变压铸型腔流动过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸成形充型流动过程.结果表明:半固态流变压铸成形在不同的内浇口尺寸与位置条件下都可以获得平稳的充型流动场,其工艺参数设计灵活;同等条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,成形铸件的质量优于液态压铸成形.模拟结果与实验结果比较分析,两者的流动特征基本吻合.     

6061铝合金半固态本构方程的研究

采用Gleeble3800热模拟试验机,对采用近液相线半连续铸造方法制备的6061铝合金半固态坯料进行热模拟压缩试验,研究变形温度为585℃~605℃、应变速率为0.01/s~10/s时,变形温度和应变速率对变形行为的影响。结果表明,半固态铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。以半固态触变压缩试验结果为基础,建立了反映半固态6061铝合金变形行为的本构方程,并进行回归分析。结果表明,该模型具有良好的精度,试验确定的6061铝合金本构关系的适用温度范围为585℃~605℃,应变速率范围为0.01/s~10/s。     

铜/铝磁脉冲半固态辅助钎焊界面扩散过程

结合分子动力学模拟和试验研究,对铜/铝管磁脉冲半固态辅助钎焊界面原子扩散过程进行了研究.结果表明,在铝侧扩散界面原子主要在界面的无序原子层中相互扩散,且各元素的扩散行为不均匀,铝基体原子向钎料的扩散速度远小于钎料原子向铝基体扩散的速度;铜侧界面在模拟设置的冲击速度下,扩散层很薄且厚度变化并不明显.测量不同冲击速度下铝侧界面的扩散层厚度发现,随着冲击速度增加,模拟的扩散层厚度呈线性增加,与试验结果相符.根据模拟与试验结果建立了在相同或相近的冲击速度下,模拟界面扩散层厚度与试验界面扩散层厚度之间的关系,模拟结果能够较好地预测试验界面扩散层厚度,最大误差为2.8%.