7075铝合金板材热冲压成形中的高温摩擦

采用自制的板带高温摩擦试验机模拟实际固溶–冲压–淬火一体化热成形工艺下7075铝合金的高温摩擦过程,分别对上下摩擦头进行冷却和加热以模拟实际热冲压过程对模具和压边圈的冷却和加热,分析了下模加热温度、法向载荷和滑动速度对7075铝合金摩擦行为及磨损机理的影响。结果表明:铝合金摩擦系数随着下模加热温度的升高而增大,磨损机制由300 ℃时的黏着磨损转变为500 ℃时的黏着磨损、氧化磨损和磨粒磨损;施加法向载荷越大,摩擦系数越大,不同载荷下磨损机制均为黏着磨损及轻微的磨粒磨损,且随着载荷增大,黏着磨损程度有所加深;高滑动速度导致了磨损表面局部氧化物的生成,使摩擦系数随着滑动速度增大而减小,滑动速度为30 mm·s?1时,磨损机制主要是氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损。      

自由模式下板料拉深成形性能试验研究

设计了圆筒形拉深试验模具和伺服压力机的三种自由模式,分析了自由模式下一个工作行程中完成多道次拉深成形时,各段次拉深距离下死点位置、速度比例对拉深极限高度的影响,总结了达到最大拉深高度的参数设置规律.试验结果表明,在伺服压力机下,采用多段工作模式,最大拉深高度可以提高20%~30%.靠近下死点时,应设置为低速拉深.试验中,速度设置为压力机正常速度的10%~20%,效果较好.     

800MPa级DP钢冲压成形及裂纹扩展机理

通过冲压弯曲试验研究800MPa级DP钢的极限拉伸,采用扫描电子显微镜观察分析钢板的微观组织及动态拉伸过程,探讨其微观组织与其稳机理的关系。结果表明,DP800钢断口为剪切型断裂。凸模圆角半径较小时,拉深弯曲断裂是由于折弯角过小而在凸模圆角处折弯断裂;凸模圆角半径较大时,冲压弯曲断裂由于受到板料延伸率的限制,在材料流动受限的凹模圆角附近断裂。DP800的断口均分布着大量韧窝的韧性断裂,其裂纹扩展机理是微裂纹,主要产生于铁素体或马氏体/铁素体相界面,主裂纹沿两相界面或贯穿铁素体而继续扩展。     

Mn元素对热冲压钢镀锌层组织演变的影响

采用SEM和XRD对加热温度800 ℃、不同保温时间下镀锌热冲压成形钢的镀锌层表面形貌和截面组织进行了表征,利用EPMA、WDX、EDS与GDOES分析了Mn在元素相互扩散过程中对镀层组织演变的影响。结果表明,随保温时间从3 min延长至7 min,镀层表面形貌由“丘陵”演变为“火山口”后逐渐球化。镀层在保温5 min后形成的“火山口”形貌导致镀层厚度不均匀且波动幅度大。镀层物相随保温时间延长而发生变化,保温时间为3 min时,镀层的物相主要由Fe₄Zn₉和δ相组成;延长保温时间至5 min 时,镀层主要由Fe₄Zn₉和α-Fe(Zn)相组成,Mn富集在近基体侧的α-Fe(Zn)相上形成富锰亚层;当保温7 min时,Mn元素不断从基体扩散至镀层表面,导致Mn元素富集面积减小且富集区朝镀层表面方向移动。     

回火时间对1800 MPa级热成形钢组织和性能的影响

采用扫描电镜、电子背散射衍射技术、室温拉伸试验等研究了1800 MPa级热成形钢经930 ℃保温4 min保压淬火后在200 ℃回火不同时间(10~30 min)对其组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火时间的延长,试验钢的抗拉强度变化较小,其屈服强度和断后伸长率均呈先增后减的趋势。经20 min回火后,马氏体亚晶粒尺寸最小;回火10 min后,组织中的小角度晶界最多。200 ℃回火10 min后由于试验钢的残余应力释放、马氏体亚晶粒尺寸减小和小角度晶界增多,综合影响下热成形钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度为1844 MPa,断后伸长率从淬火态的8.27%提升到11.78%,强塑积达21 GPa·%以上,说明短时回火有利于该超高强度钢的综合性能提高及其热成形件的可靠应用。     

锡基自修复涂层的表面分析和厚度研究

研制了能将纳米锡与金属表面活化并产生较厚自修复涂层的新型润滑添加剂.运用不同含锡量的添加剂对钢-紫铜摩擦副进行了摩擦试验.用俄歇能谱分析了摩擦涂层的化学组成和涂层中锡的原子百分比浓度.结果表明:当锡含量达到20 %～30 %时,涂层中Sn的浓度高达80 %～90 %,在紫铜试样上形成了富含锡且与基体结合良好的较厚的摩擦涂层(3～10 μm).文中的分析和结论,对研究各种不同厚度的摩擦涂层及其应用具有十分重要的意义.     

高速冲击拉伸试验装置的研制

基于一维弹性应力波原理和分离式Hopkinson拉杆实验方法,将新颖的气动加载活塞式结构与具有“机械滤波”思想的前置金属短杆断裂的间接杆杆型结构相结合成功地研制了气动式间接杆杆型冲击拉伸试验装置,并对影响试样变形速率的因素进行了研究。结果表明,上述结构能够获得较理想的一维弹性应力波和102/s～103/s的应变率。     

P91钢高温热损伤的二次谐波评价

P91钢是重要的核电承压钢结构材料,对其进行早期损伤评价具有重要意义。基于非线性超声理论,对P91钢不同温度的热损伤试样进行了非线性超声检测试验,逐级加大激励电压,基波幅度平方和二次谐波幅度呈现出良好线性关系,对基波和二次谐波进行频谱分析得到非线性系数,结果显示随着热处理温度的升高,非线性系数逐渐增大,可用于对这类材料热损伤进行有效评价。