热作模具钢DM的高温稳定性和热疲劳性能

研究了热作模具钢DM的高温稳定性和热疲劳性能。结果表明,DM钢在620℃热稳保温过程中马氏体板条内的薄片状M₃C型碳化物逐渐向条块状M₇C₃型碳化物转变,在板条的边界生成M₇C₃、M₂₃C₆型碳化物。DM钢的短循环周次热疲劳性能受控于位错重排和湮灭,长循环周次热疲劳性能受控于碳化物的粗化程度。DM钢中M₃C、M₇C₃、M₆C型碳化物的生成自由能分别为27765.5 J/mol、3841.5 J/mol、-7138.1 J/mol,表明在热稳保温与热疲劳试验过程中碳化物的演变机理一致,发生了M3C→M7C3→M6C类型演变。     

基于导重法的结构类周期性布局优化方法研究

受外形尺寸限制,一些结构的优化区域无法划分为均匀一致的有限元网格。由此产生的单元体积依赖性,常规周期性拓扑优化无法求解。提出一种基于导重法的结构类周期性布局优化方法。以最小柔度为目标函数,结构质量为约束条件,构建结构类周期性布局优化的数学模型。利用导重法推导出结构类周期性布局优化的迭代准则,解释其物理意义并给出其优化流程。以单元应变能密度为基础,提出一种改进的过滤方案以解决结构类周期性布局优化中单元体积依赖性问题。利用所提出的方法,对循环对称结构、二维汽车轮毂结构和梯形结构进行结构类周期性布局优化研究。研究结果表明,子域数目不同时均可以得到具有类周期性布局的最优拓扑形式。通过性能指标和相对应变能两个指标来评价三个算例的最优拓扑形式,验证了利用导重法求解结构类周期性布局优化的可行性和有效性。     

压铸工艺对AT72镁合金力学性能的影响

以AT72镁合金为研究对象,设计了压铸工艺。通过密度测定、力学性能测试,研究了压铸工艺对AT72镁合金力学性能的影响。所讨论的压铸工艺包括:常规压铸、真空压铸、普通钢质冲头、密封铜质冲头、慢压射速度、快压射增压压力、压室停留时间以及慢压射阶段降速排气。结果表明,选取合适的慢压射速度、快压射增压压力、压室停留时间,以及有效的慢压射阶段降速排气设计可以进一步提高压铸试样的力学性能。不同压铸工艺试样的密度越大,抗拉强度越高。     

热轧工艺对Fe-36Ni合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸试验等研究了多道次热轧工艺对微合金化Fe-36Ni因瓦合金的微观组织、力学性能及热膨胀性能的影响。结果表明:Mo-Ti-Nb微合金化Fe-36Ni合金经轧制后的组织为单相奥氏体组织,且析出相数量较少;当终轧温度为850℃及采用较小的道次压下率轧制后,合金中出现了形变带,且保留了一定比例的形变奥氏体晶粒;而采用终轧温度为1050℃及较大道次压下率轧制后,形变带消失,奥氏体晶粒再结晶程度提高,晶粒尺寸更均匀;在两种轧制工艺下,合金的抗拉强度均达到约630 MPa,但较低终轧温度及较小道次压下率能使合金的屈服强度提高约45 MPa,小尺寸再结晶奥氏体晶粒的细晶强化及形变奥氏体晶粒中的亚晶强化是合金屈服强度提高的原因。采用多元合金化,轧制态因瓦合金的热膨胀性能可达到同类合金在热处理态下的水平,较低的终轧温度和道次压下率,能够降低轧态合金的晶界总量,增强织构强度,从而获得更低的热膨胀系数。