压铸高强韧Al-Cu系合金的组织性能及热处理

为了弥补目前压铸铝合金强韧性不足,进行了高强韧铝铜系合金的压铸及热处理的试探性研究.在ZL201的基础上,添加合金化元素B、Zr、V等,改善合金的铸造性能,进行压铸试验.试验研究发现压铸大大细化了合金的微观组织,铸态性能较金属型高,再经低温时效后合金强度达到一般高强压铸铝合金的水平,但塑性较之提高20%以上.     

Zr-4合金板材冷轧过程材料变形晶体塑性分析与织构演变

选取厚度为3.6mm具有典型双峰织构的Zr-4合金板材,利用电子背散射衍射（EBSD）技术对板材冷轧后的织构进行表征,利用粘塑性自洽（VPSC）模型对板材冷轧后的变形机理进行分析。VPSC模型预测了轧制道次数量、每道次压下量以及总变形量对冷轧织构以及变形机理的影响规律,结果表明Zr-4合金板材在冷轧后,织构保持典型的基面双峰织构;轧制道次数、单道次压下量对冷轧后的织构以及变形机理无明显影响;总变形量对冷轧后的织构有明显影响,随着轧制总变形量减小,大部分晶粒的c轴由法向（ND）向宽向（TD）转动;当变形量低于临近变形量39%时,法向科恩系数（Fn）随着变形量的增大而快速增大,柱面滑移开启快速降低,当变形量超过39%时,法向科恩系数（Fn）的增长趋于平缓,柱面滑移的开启趋于稳定。     

激光局部热处理对5052-H32铝合金板材单向拉伸性能和成形性能的影响规律北大核心CSCD

针对5052-H32铝合金板材室温下成形性差的问题,采用激光快速加热的方式对板材进行局部热处理,首次开展了对激光局部热处理后板材全应变路径下的成形极限实验,研究激光局部热处理工艺对其成形性能的影响。单向拉伸实验结果表明:对5052-H32铝合金板材进行激光局部热处理能够起到显著的软化效果,抗拉强度和屈服强度分别降低17.6%和43.3%,断后伸长率提高117%。应变硬化指数n值随着热处理峰值温度的增加而增加。当传统退火热处理温度达到400℃、激光局部热处理峰值温度达到500℃时,轧制过程中产生的纤维状组织转变为再结晶组织,织构强度降低。H32态、传统退火热处理和激光局部热处理后板材的成形极限实验结果表明:经过激光局部热处理(400℃)后,全应变路径下的成形极限较H32态整体有所提高,极限平面应变FLC0值提高了39.1%,表明激光局部热处理,能够改变5052-H32铝合金板的力学性能,并有效提高其成形性。     

TC4钛合金激光熔覆熔池凝固传热研究

基于有限元法对单道单层激光熔池的凝固过程进行数值模拟,得到熔覆过程中激光熔池的温度场分布及温度梯度分布等数据信息,结合测温实验,分析了激光熔池在凝固过程中的热行为,阐述了激光工艺参数对熔池凝固传热过程的影响。结果表明:在激光单道熔覆过程中,熔池前端热量集中、熔深较大,尾部热量传递迅速、熔深较小。温度梯度在熔池前端最大值变化范围是3.04～3.89×10~6℃/m~(-1)。激光功率对熔池热传递的影响效应大于扫描速度影响效应的规律。模拟和实验结果吻合。     

水平连铸结晶器内真实换热边界计算及传递模型

连铸结晶器内冷却水的流动、传热和金属液的传热、凝固全耦合计算时,模型计算效率低、收敛性差,而不考虑真实冷却水流场只进行金属液传热-凝固耦合时,模型计算精度较低,可将冷却水流动-传热和金属液传热-凝固过程分别建模,并基于二次开发的温度场量原位传递程序,将模型串联耦合。结果表明,通过耦合流场计算得到的真实冷却边界替代传统均匀界面换热系数的边界条件施加方式,在保证模型计算效率和计算精度的前提下,可准确模拟铸坯晶粒的尺寸、取向和数量,经试验验证,模拟结果与试验结果高度吻合。     

利用激光局部硬化效应提高2B06铝合金板材拉深成形性研究

针对2B06铝合金复杂零件成形困难问题,提出了利用激光热处理局部硬化提高板材成形性的思路。在通过激光热处理试验研究了铝合金板的激光硬化效应的基础上,采用数值模拟计算了铝合金板激光热处理过程中激光光斑路径和其周边热影响区域的峰值温度场,并通过实际测温验证了其准确性。提出并构建了耦合性能梯度的差性坯料模型,对激光局部硬化的杯形件拉深成形性进行了模拟和试验研究。结果表明,激光扫描方式可以形成稳定的梯度温度场并对周边非加热区影响较小,且可以通过多道次扫描方式设计不同宽度范围的大梯度差性板材坯料。力学性能试验表明激光热处理可以有效地提高铝合金的局部加工硬化能力,这种效应可以有效抑制杯形件拉深时圆角大变形区的减薄,从而提升了板材的拉深性能。在上述基础上,将激光局部热处理用于2B06铝合金航空复杂口框零件的成形,通过设计激光处理路径和参数,获得合理的局部硬化区域,可有效地避免在加强筋处出现过度减薄导致的破裂,大大提高复杂零件的成形性。     

固溶处理对AZ91D镁合金挤压管件组织和性能影响

研究了不同状态坯料及热处理工艺对挤压成形AZ91D合金管件组织性能的影响。结果表明,坯料的各种预处理状态对待压成形管件的组织和力学性能均有不同程度的影响,无论镁锭经过什么预处理,挤压成形的管件经固溶处理后．水冷的力学性能要高于空冷的力学性能;而经固溶加时效处理后则相反,水冷时效之后的力学性能普遍比经过空冷时效的力学性能低。     

大型铝合金轮毂低压铸造过程数值模拟及工艺优化

针对低压铸造大型铝合金轮毂在热节处产生的缩松、缩孔问题,采用ProCAST软件分析低压铸造铝合金轮毂的充型和凝固过程的温度场分布规律,根据模拟结果优化模具的结构和铸造工艺参数。结果表明,通过在模具上加设水冷环以增强冷却速度,有效地减少了轮毂热节处的缩松、缩孔。优化后的工艺不但提高了铸件的性能而且缩短了生产周期,提高了生产效率。     

铝合金导体铸件低压铸造模具设计与工艺

介绍了具有导电性能要求的铝合金导体铸件的低压铸造模具的结构设计，确定了其低压铸造工艺参数。模具结构设计时考虑了分模方法的选择和铸件壁厚的调整，提出了双层浇道的侧注式浇注系统，实现了平稳充型和良好的补缩效果，生产的导体铸件同时满足气密性和导电性的工艺需求。     

具有马氏体组织的TC11合金两相区变形的组织机制及工艺优化

采用等温压缩实验研究了具有马氏体组织的TC11合金在两相区的变形行为及微观组织演变规律。等温压缩实验在Gleeble3500热模拟实验机上进行,其中变形温度为920～980℃,应变速率为0.1～10s-1,变形量为70%。基于动态材料模型(DMM),建立了具有马氏体组织的TC11合金两相区变形的热加工图。在低温(<940℃)区和高温(>960℃)高应变速率(>1s-1)区域存在失稳现象,主要表现为低温时的表面开裂和高应变速率区的绝热剪切带;在塑性加工安全区域,分别对应着片层扭折和片层球化的组织机制,其中变形量70%时应变速率敏感因子在980℃,0.1s-1时取得峰值为0.73,此时可得到完全球化的细晶组织(等轴α尺寸约为0.7μm)。具有马氏体组织的TC11合金两相区变形时,为避免缺陷并得到细的等轴组织,合适的加工工艺为温度:950～980℃,应变速率0.1～1s-1。