铸钢件凝固过程宏观相组织的数值计算研究

以铸钢凝固性能数据库和铸件温度场数据为基础,提出一种对凝固过程宏观相组织进行快速预测的计算模型,即根据微积分原理,将很多个较小温度区间所对应的相含量增量进行累加,近似得到凝固终止时刻以及凝固过程中各时刻的相含量值。计算了三通阀体铸钢件在凝固过程中的宏观相组织,得出奥氏体、铁素体、马氏体等不同相的含量及分布情况。结果表明,计算结果和理论分析基本吻合,从而证明了本文宏观相组织预测模型的可靠性。     

拉深筋对板材变形特征和力学性能的影响研究

采用实验方法将金属板材拉过不同尺寸的拉深筋镶块，分析了拉深筋高度、圆角半径以及过筋次数对板材变形特征的影响规律，研究了过筋产生的预应变对板材后续力学性能的影响规律。结果表明：板材流过拉深筋后，流动方向上发生均匀的拉伸变形；过筋产生的预应变随着拉深筋高度增大而增大，随着圆角半径增大而减小，随着过筋次数增加而近似线性增大；预应变越大，材料后续屈服强度和抗拉强度越高，但后续延伸率越小，总延伸率随着预应变增大表现出先减小后增大的趋势。     

核主泵复杂零件机器人在位自动光学检测系统开发

采用机器人在位光学检测系统实现法兰密封型面误差检测与表面缺陷识别是解决核电现场人工检修可靠性差、存在核辐射伤害等问题的有效途径,但如何在狭小空间生成无干涉碰撞扫描测量路径、实现多次测量数据融合与型面误差计算是目前面临的主要难题。为此设计了具有6自由度运动功能的机器人在位自动光学检测系统,单幅测量范围200mm×160mm～800mm×640mm、测量景深400～800mm、机器人工作半径1200mm,研究了测量系统手-眼标定矩阵计算与扫描位姿优化方法,并根据法兰密封型面完整测量需求生成扫描工位与机器人运动路径,提出面向法兰密封型面特定结构的测量数据融合与型面误差计算方法,开发出具备机器人测量路径控制、大规模测量点云预处理、三维匹配与色谱显示、型面误差计算与技术报告输出等功能的RobotScan软件。按照德国VDI/VDE标准对机器人检测系统精度进行了验证,单球直径、双球球心距的最大偏差小于0.025mm、平均偏差小于0.02mm,可满足核主泵复杂零件在位自动光学检测应用需求。     

丝网印刷法制备Y改性CuMn2O4尖晶石涂层研究

目的 提高SOFC金属连接件CuMn2O4尖晶石涂层高温抗氧化性能和导电性能。方法 采用溶胶-凝胶法制备Y改性CuMn2O4尖晶石粉末，采用丝网印刷技术在SUS430合金表面制备Y改性CuMn2O4尖晶石涂层。利用XRD、SEM表征Y改性CuMn2O4尖晶石粉体及涂层的物相结构及微观形貌。利用氧化增重实验研究Y改性前后CuMn2O4尖晶石涂层试样在800 ℃空气中氧化168 h的高温氧化行为，通过“四点法”测量涂层在高温氧化过程中的面比电阻值。结果 CuMn2O4尖晶石粉末的晶格常数随着稀土Y含量的增大而增大，当Y元素的含量为0.02 mol/L时，晶格常数增幅趋于平缓，此时所得粉体物相结构稳定，结晶程度较好，晶粒尺寸细小且颗粒间团聚现象较少。Y改性前后CuMn2O4尖晶石涂层试样的氧化动力学曲线均遵循抛物线氧化定律，其氧化速率常数分别为9.39×10-5、6.31×10-5 mg2/(cm4?h)。Y改性CuMn2O4尖晶石涂层试样在800 ℃氧化168 h时的面比电阻值约为26.2 m??cm2，低于未改性涂层试样的面比电阻值（约27.3 m??cm2）。结论 Y改性CuMn2O4尖晶石涂层能有效改善金属连接体的高温抗氧化性能和导电性能。     

非晶合金深冷循环处理研究进展

非晶合金具有高强度、高硬度、大弹性极限等优异性能,是一种很有应用前景的先进金属材料,但较差的室温塑性严重制约其广泛应用。深冷循环处理作为一种简单有效的非晶合金室温塑韧性改善方法,受到学者们广泛关注。本文主要综述了非晶合金深冷循环处理相关研究成果,总结了不同深冷循环处理参数和样品因素对于非晶合金深冷循环处理效果的影响,并对非晶合金深冷循环处理技术的发展进行了展望。     

激光能量密度对激光选区熔化Cu-Al-Ni-Ti合金相对密度、微观组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)成形制备了不同工艺参数下Cu-Al-Ni-Ti铜基形状记忆合金试样。用排水法测试了块体试样的相对密度,对试样进行了显微组织分析和热分析,测试了拉伸试样在不同温度下的力学性能和测试试样的形状记忆性能,研究了激光能量密度对相对密度、显微组织和常温力学性能的影响规律。结果表明:块体试样的相对密度随激光能量密度的增大先增大再减小,试样的相对密度最大值达99.9%;当激光能量密度适中时(107J/mm3),熔化道连续且无明显缺陷,激光能量密度过低或者过高,试样会产生熔化道不连续或者球化等缺陷;拉伸试样的常温拉伸性能随激光能量密度的增大先增大再减小,常温下试样最大抗拉强度和延伸率分别为541MPa和7.63%。在300℃下试样的抗拉强度提升至最大为611MPa,延伸率提升至10.78%。试样的马氏体相变开始温度Ms约为83℃,结束温度Mf约为40℃,形变回复率接近90%。     

电机-飞轮-油泵液压动力单元实验研究

针对锻造液压机装机功率大、能量损失严重的问题,设计出一种节能型液压动力单元,通过变频器控制异步电机带动飞轮驱动油泵。控制器控制飞轮能量的储存与释放,低负载阶段时,电机带动飞轮储存能量;高负载做功时,电机与飞轮同时释放能量。对动力单元进行了理论与实验研究,得到不同转速下,成形能量、电机功率、电机转速与时间的关系。实验结果表明：较普通液压动力系统,该动力系统装机功率至少降低30%,且对液压机的动作影响不大。     

碳化硅零件的激光选区烧结及反应烧结工艺

为了获得高密度、高性能、复杂结构的碳化硅陶瓷件,提出采用机械混合法制备含有黏结剂和乌洛托品固化剂的碳化硅复合粉体,对复合粉体进行激光选区烧结（SLS）形成陶瓷素坯,并对素坯进行气氛烧结和渗硅处理,使其与基体发生反应烧结,最终形成复杂陶瓷异形件。实验证明：若激光功率为8.0 W、扫描速率为2 000 mm/s、扫描间距为0.1 mm、单层厚度为0.15 mm,获得的 SLS 陶瓷样品密度和强度最好。对SLS试样进行合理的中温碳化和高温渗硅,所得碳化硅陶瓷烧结体的抗弯强度最高可达 81 MPa,相对密度大于86%。