金属流变成形机理探讨与实例分析

结合工程实际，对金属流变成形机理进行了初步探讨，从一维流变学模型理论出发，求出具有弹粘塑性性质的金属材料的本构方程，进而分析限三维复杂应力状态下，各向同性不可压粘塑性材料在轴对称流变成形过程中的应力场，速度场和流量计算公式，由此发现线性粘塑性介质只是非线性粘性介质的一种极限情况，文章详细讨论了该零件的试验条件和成形方法，最后进行了试验结果分析。     

RHEOLOGICAL BEHAVIOUR OF STEELS ZG15CrMoV AND 35 IN TEMPERATURE RANGE OF 500--1400℃

本文以Gleeble-1500为实验手段,研究了ZG15CrMoV和35钢在500—1400℃温度范围内的力学行为,结果表明,两种钢在高温下表现出越来越强的时变特征,应用系统辨识理论,以实验数据作为系统的输入—输出响应,确立了两种钢在高温下的力学行为可以较好地由一个五元件流变模型[M]=[H_1]—[H_2/N_2]-[N_3/S]予以描述,通过研制的流变模型和参数辨识软件,对ZG15CrMoV和35钢在上述温度范围内的流变参数进行了辨识,辨识结果与实验结果均能较好的吻合。     

ZG15CrMoV和35钢在500—1400℃下的流变行为

本文以Gleeble-1500为实验手段,研究了ZG15CrMoV和35钢在500—1400℃温度范围内的力学行为,结果表明,两种钢在高温下表现出越来越强的时变特征,应用系统辨识理论,以实验数据作为系统的输入—输出响应,确立了两种钢在高温下的力学行为可以较好地由一个五元件流变模型[M]=[H_1]—[H_2/N_2]-[N_3/S]予以描述,通过研制的流变模型和参数辨识软件,对ZG15CrMoV和35钢在上述温度范围内的流变参数进行了辨识,辨识结果与实验结果均能较好的吻合。     

基于流变学模型的镁合金流变铸轧数值模拟

从流变学角度出发,运用Fluent软件对AZ31半固态镁合金流变铸轧过程进行了数值模拟.分别对4种不同的黏度模型进行了分析,得到了镁合金铸轧凝固过程的剪切速率图、黏度分布图和温度场.他们之间相互作用的关系是:表观黏度在一定范围内随温度的提高而降低,随剪切速率的提高而减小.结果表明,简单等温稳态黏度模型适用于剪切速率变化范围较宽的凝固模拟,而此种铸轧工况下较理想的黏度模型为Carreau黏度模型.     

基于Arrhenius模型和修正Johnson-Cook模型的TC21钛合金流动应力预测

使用Gleeble-3500热模拟试验机对TC21钛合金在温度为890～990℃、应变速率为0.01～10 s^-1下进行了热模拟压缩实验，研究了该合金的高温流变行为。在变形条件下，该合金的流变应力随应变的增大逐渐增加，在达到峰值后又逐渐减小。基于实验数据，分别采用Arrhenius模型和修正Johnson-Cook模型构建了TC21钛合金本构模型，并对这两个模型的预测精度进行了分析对比。结果表明，修正Johnson-Cook本构模型预测值的平均绝对相对误差e_AARE为7.2078%,相关系数r为0.96866;Arrhenius本构模型预测值的e_AARE为12.6699%,r为0.95794,修正Johnson-Cook本构模型的精度高于Arrhenius本构模型，且在整个参数范围内具有一定的精度，可以较好地描述TC21钛合金的高温流变行为。     

液固态合金流变性特点的研究

在对液固态铜合金、铸钢的流变性能测试的基础上，结合他人在铝合金流变性能方面的研究成果，通过对上述3种合金在液固态共存温度范围内的流变性能的综合分析，建立了液固态合金流变性能的统一机械模型和本构方程，分析了温度变化过程中合金的流变参数变化的规律。并从微观上对合金液固态的流变性能特点进行了分析。     

半固态金属触变性质及应用新进展

简述了非枝晶结构半固态金属的触变行为并详细讲座了固相颗粒网状结构形成和破坏的原理，触变行为的流变学模型主要包括了依时行为模型和Kumar流变学模型。并给出了描述表象模型的状态方程和动力学方程，对网状组织的形成和破坏函数进行了说明，进而讲座了剪切力对固液两相的作用力，对非枝晶半因态金属为形成的应用现状和最新进展进行了综合评述。     

退火态42CrMo钢的热变形行为

为了研究退火态42CrMo钢的热变形行为，利用Gleeble3800热模拟试验机进行了单道次热压缩实验，获得了变形温度930～1230℃、应变速率0.001～1 s^-1条件下的高温流变应力曲线。分别应用Arrhenius方程和Yada模型构建了42CrMo钢的高温本构模型和动态再结晶动力学模型，并基于动态材料模型应用不同变形条件下的峰值应力构建了其热加工图。结果表明，在大部分变形条件下，高温流变应力曲线呈典型动态再结晶特征，由于动态再结晶的作用，流变应力随变形温度的升高或应变速率的降低而减小。基于峰值应力构建的42CrMo钢高温本构模型和动态再结晶模型可以用于预测不同变形条件下的流变应力和微观组织演变。此外，根据42CrMo钢的热加工图，最佳热加工工艺参数范围为1100～1230℃、0.01～1 s^-1。     

铸造用水基涂料流变行为的研究

通过对铸造用水基涂料悬浮体流变学的研究,发现悬浮体的流变行为可用Casson模型来描述,体系的物理稳定性可用屈服值τ0来评定。     

镁合金金属型铸造涂料流变性能的研究

研究了一种镁合金金属型涂料的流变特性,并用流变模型对流变曲线进行了拟合.结果表明,试验涂料是一种带屈服值的假塑性流体,有触变性.改进Casson模型可以精确地拟合流变曲线,并且能表征涂料的悬浮性和触变性.     

水泵叶轮的消失模铸造工艺

指出对于水泵叶轮这种薄壁复杂铸件来说,消失模铸造能够充分发挥其许多独特的工艺优势.阐述了ZG20MnSi钢制水泵叶轮的消失模铸造生产技术及工艺控制要点:在模样制作时,确定泡沫密度非常关键,经过试验,确定轮毂与盖板的泡沫密度为0.020g/cm3,叶片的泡沫密度为0.025g/cm3;合理设计浇注系统;正确选用耐火涂料和型砂;充分提高型砂的填充密度.采取这些工艺措施后能够减轻或消除相关铸造缺陷,从而提高复杂近净形铸钢件的质量.     

EFFECTS OF STRESS RATIO AND FREQUENCY ON CORROSION FATIGUE CRACK GROWTH MECHANISM IN LOW ALLOY STEELS

Based on theoretical analysis about local strain,strain rate and dissolving rate at crack tip,the corrosion fatigue crack growth rate of steels ZG20SiMn and SM50B-Zc in fresh waterand 3.5% NaCl solution were measured experimentally,and the PH and electrode potentialwithin crack were also measured continuously along with crack propagating.It showed thatthe increase of crack growth rate,caused by both decreasing frequency and raising stressratio,was mainly accelerated by hydrogen embrittlement.     

应力比和频率对低合金钢腐蚀疲劳裂纹扩展机理的影响

在理论分析裂尖局部应变、应变速率及溶解速度的基础上、实验测定了低合金钢ZG20SiMn,SM50B—Zc的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,并随着裂纹的扩展测定了裂纹内和裂纹尖端的pH值和金属电极电位、指出降低频率和增加应力比所导致的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的增加部分主要来自于氢脆的加速作用     

ON THE RHEOLOGICAL MODEL OF STEELS AT ELEVATED TEMPERATURES

Mechanical properties of steels ZG15CrMoV and 35 in the temperature range of 500to 1400℃ have been experimently researched by means of Gleeble-1500.The experi-mental results is used as input-output responses,a rhelological model with five elementsof the mechanical behaviour of steels ZG15CrMoV and 35 at elevated temperatures,i.e[M]=[H_1]-[H_2/[N_2]-[S/N_3],is determined by a system identification method,andthe parameters of the model in the temperature range are also identified.     

NaNO2对20SiMn低合金钢在3％NaCl溶液中空蚀损伤的缓蚀作用

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了20SiMn低合金钢在3%NaCl和3%NaCl＋NaNO2溶液中的空蚀行为.测量了静态和空蚀条件下的腐蚀电位变化、电化学阻抗谱和极化曲线.结果表明：NaNO2通过抑制腐蚀与空蚀间的交互作用，对20SiMn低合金钢在3%NaCl溶液中的空蚀损伤有良好的抑制作用，浓度为1%的NaNO2的缓蚀效率达到802%.添加NaNO2对20SiMn低合金钢在3%NaCl溶液中的电化学行为有显著影响.在3%NaCl溶液中，自腐蚀电位、线性极化电阻都随空蚀进行而逐渐负移和减小.与此相反，添加NaNO2后，20SiMn的自腐蚀电位、线性极化电阻都随空蚀的进行而逐渐正移和增大.3%NaCl+1%NaNO2溶液中的电化学阻抗谱特征与空蚀表面形貌的变化有较好的对应关系.     

Si-Mn-Mo-V系低碳马氏体高强度钢异常拉伸断口分析

针对生产过程中一批高强度20SiMn2MnVA钢力学性能异常问题，通过对断口扫描、能谱分析等研究，首次在高强度Si-Mn-Mo-V系钢的拉伸断口中发现氢致“鱼眼”，这是导致材料力学性能异常的根本原因。     

Rheologic behaviors of A356 aluminum alloy billet produced by semisolid continuous casting process

The experiments for rheologic behaviors of semisolid continuous casting billets of A356 alloy in semisolid state had been carried out with a multifunctional rheometer. The results show that the deformation rate increases with loading time, the maximum strain reaches to 120％ (which is one time larger than that of traditional mold casting billet) and the strain can be rapidly eliminated to 10％ after unloading. Moreover, there is a critic stress for billet deformation even in semisolid state, which is named as critic shear stress. This stress increases with the decreasing of heating time. The theologic behaviors can be expressed by five elements mechanical model (H_2- [N_1|H_2]-[N_2|S]) and can be modified with the increasing of heating time.     

ZG20MnMo焊接后热工艺

用插销法研究了后热对ZG20MnMo低合金高强钢焊接热影响区冷裂倾向和强韧性的影响规律。试验结果表明低温后热可以防止ZG20MnMo焊后氢致延迟裂纹的产生,其过热区显微组织主要为板条状马氏体和少量析出碳化物。低温后热时不能有效地改善过热区的组织性能,后热的作用主要通过氢的扩散逸出来体现。     

20SiMn3NiA钢动态再结晶的临界条件

在Gleeble1500热模拟试验机上研究了20SiMn3NiA钢的高温压缩变形行为,并在Sellars模型结构的基础上得出20SiMn3NiA钢发生动态再结晶所需的临界应变(εc)与变形温度(T)和应变速率(ε)的函数关系:εc=0.024Z0.069,Z=εexp 340600/(RT)。     

Study on the Solidus Line in Sn-Rich Region of Sn-In Phase Diagram

Binary phase diagrams are important tools for designing desired alloys. In the Sn-rich region of the Sn-In alloy phase diagram, the solidus line appears as a dotted line in current literature plots to indicate uncertainty. The contour of the solidus has now been clarified as a result of the present investigation. Four alloys, Sn₇₀In₃₀, Sn₇₅In₂₅, Sn₈₀In₂₀, and Sn₈₅In₁₅ were melted at 300 °C for 10 h and annealed between 120 and 200 °C in the (L + γ) two-phase region. The morphology and chemical compositions of annealed specimens were analyzed using both field emission scanning electron spectroscopy and energy-dispersive x-ray spectrometry. The results reveal that the liquid phase, initially appearing at the eutectic temperature, invades the solid along grain boundaries with penetration gradually increasing with increasing annealing temperature and a granular structure form. The average compositions in grains of Sn₇₀In₃₀, Sn₇₅In₂₅, Sn₈₀In₂₀, and Sn₈₅In₁₅ specimens correspond to the solidus concentrations, and the solidus line and (β + γ)/γ phase boundary can be determined as a fit to these temperature-composition points.