镁合金温控轧辊的温度场研究

镁合金板材轧制对工作辊的温度有特殊控制要求,本文采用导热油循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,基于有限差分法建立了轧辊、导热油传热过程的差分模型,利用FLUENT建立了导热油加热轧辊的流固耦合传热模型,并辅以相应的实验验证,给出了其传热过程中轧辊的温升曲线、辊身表面及横截面温度分布。结果表明：在不同的加热条件下,其表面温度分布呈现操作侧温度高、驱动侧温度低的特点,两端的温差范围在5-12℃,且流体温度与速度对其影响较小;轧辊内壁与外壁的最大温差6℃,可近似认为径向温度分布均匀;随着加热时间的增加,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及速度增大时,轧辊温升变快;轧辊停止加热后,其表面温度不会立即下降且持续增长一段时间,这段时间约为5-8分钟,流体的温度和速度对延长的时间影响较小;轧辊表面平均温度的计算值与实验值吻合较好,最大相对误差为8.3%,表明该模型可正确预测轧辊表面的平均温度,作为镁合金板材轧制模型的一部分,利于轧制过程中轧辊的“等温”控制,实现“镁合金板材的等温轧制”控制。     

颗粒粒径对碳化钨/高强钢复合材料界面微观组织和元素扩散的影响

利用"冷压成型-真空烧结法"制备了碳化钨/高强钢复合材料。结合光学显微镜、扫描电镜、超高温激光共聚焦显微镜和显微硬度计等分析测试手段对不同碳化钨(WC)颗粒粒径下获得的复合材料以及界面的显微组织和硬度进行了分析。实验结果表明,WC粉末颗粒粒径越小,WC平均晶粒尺寸越小;同时,WC致密度越高,当WC粉末颗粒粒径为100 nm,致密度达到91.22%;WC粉末颗粒粒径越小,复合材料中WC一侧的硬度越高。当WC粉末颗粒粒径为100 nm,烧结温度为1 320℃时,WC最高硬度值达1 680HV_(0.1)左右;且在靠近结合界面处WC硬度较其他位置更高;芯部的高速钢材料随WC颗粒粒径的变化不大,都在500HV_(0.1)左右。当WC粉末颗粒粒径为200 nm时,碳化钨与高强钢在界面处形成了一定宽度的过渡层,复合材料的结合为冶金结合;高强钢基体中的铁元素扩散到接触的碳化钨组织中,产生了一定宽度的熔合层,复合材料界面结合相对较好。在过渡区域内,W、Fe和Co元素在界面处都发生了明显的扩散;随着碳化钨颗粒粒径的增大,元素扩散趋势减弱。当WC粉末颗粒粒径为500 nm时,在复合材料界面处Fe元素和W元素未发生明显扩散现象,只有Co元素发生了一定程度的扩散。     

薄带冷轧接触力学(英文)

极薄带冷轧给轧制生产带来了挑战,其中包括接触力学、带材的凸度和表面质量。在考虑工作辊边部接触的前提下,采用自行开发的改良影响函数法对薄带的对称和非对称冷轧过程进行了分析。文章的重点是通过薄带冷轧来阐述辊缝接触力学,分析辊缝处的摩擦对轧制力学和带材凸度的影响,同时还对轧辊边部接触对轧制力学和带材凸度影响进行了讨论,认为轧辊边部接触将对工作辊边部磨损产生影响,并对轧制力计算值与实测值进行了比较。     

纯铜微镦粗过程尺寸效应的试验研究

在微塑性成形试验机上对纯铜圆柱试样进行恒定速度的微镦粗试验。通过热处理和精细线切割技术,设计不同的试样尺寸和晶粒尺寸。分别研究晶粒尺寸和试样尺寸对微塑性成形的影响。研究发现:试样流动应力随着试样尺寸的减小而减小,其减小趋势与表面晶粒体积分数存在线性关系;当试样尺寸较大时,晶粒尺寸对试样流动应力的影响并不明显,而随着试样尺寸的减小,大尺寸晶粒试样的流动应力要明显低于小晶粒尺寸的试样;当试样尺寸较小时,试样在微镦粗过程中表现出明显的不均匀性。通过表面层理论和细晶强化对有试样尺寸和晶粒尺寸变化引起的尺寸效应现象进行解释,同时,引入尺度参数量化由试样尺寸引起的尺寸效应现象,从而对当应变一定时流动应力随着表面层晶粒体积分数φ呈现近似线性变化的原因进行解释。     

微尺度下晶粒尺寸效应对轧制变形行为的影响

应用ABAQUS软件建立基于晶粒异质性的微轧制有限元模型,研究晶粒尺寸效应对微轧制变形行为的影响规律。结果显示:随着晶粒尺寸的增大,轧件边部不均匀变形增加,等效应变极大值增加,等效应变分布变得更加不均匀;轧件变形不均匀性增加,材料的塑性变得不稳定;轧制力和轧制力矩的不稳定性同时增加。     

晶粒尺寸效应对纯铜微冲压杯形件变形行为的影响

采用DT-C539微冲压机、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸实验机等研究了晶粒尺寸效应对纯铜微冲压杯形件变形行为的影响。结果表明:随着晶粒尺寸的增大,杯形件褶皱和凹坑数量增加;从厚度分布来看,随着晶粒尺寸增大,最薄区的厚度与平均厚度的差值从10μm增加到14μm,越容易出现危险区;通过冲压力和位移的曲线可以得出:当晶粒尺寸从10μm增加到35μm时,最大冲压力从37.7 N降低到32.6 N;当晶粒尺寸从35μm增加到68μm时,最大冲压力从32.6 N增加到了33.4 N。