BT20钛合金筒形件旋压组织和择优取向研究

为了研究强旋工艺中钛合金材料变形组织和织构演化规律,进行了BT20钛合金筒形件反旋工艺实验,采用光学和X射线衍射方法分别对表面微观组织和晶体取向演化过程进行了分析.研究表明:旋压件外表面组织因反复拉压和剪切作用变得复杂和不均匀;多道次大变形旋压变形可以改善组织不均匀性,在轴截面上形成较均匀的轴向纤维组织;旋压过程中因径向压缩变形导致基面{0002}趋于与筒表面相切排列.在内表面,基面择优程度随内层实际变形量增大而稳定增强.在外表面,基面择优程度在一定变形量内迅速增强,随后有所减弱.     

Q235钢滚珠滚压表面变形分布规律及微观组织演变

提出一种新的复合组织制备工艺方法,即首先通过对板坯采取滚珠滚压的方法来实现其表面塑性变形,随后对板坯进行再结晶退火细化表面微观组织。采用有限元法对Q235坯料的滚珠滚压工艺进行数值模拟,得出了表面应变的分布规律,并且对滚压后及再结晶退火后的金相组织进行了观察。结果表明:滚珠滚压工艺能够实现板坯的表面塑性变形,辅以后继的再结晶退火工艺可以获得表面细晶组织和心部粗晶组织的复合组织。     

筒形件强旋变形流动规律研究

为研究筒形件反旋变形金属流动规律,文章建立了反旋三维刚塑性有限元模型,采用DEORM3D软件对其变形过程进行数值模拟,并进行了BT20钛合金薄壁筒反旋工艺试验研究。模拟结果显示,筒形件反旋时接触区存在一个分流面,分流面一侧的金属沿旋轮进给反方向流动,该流动是筒形件反旋成形所必需的;另一侧金属则向旋压未旋区方向流动。该模型可以合理解释筒形件反旋时金属轴向流动所引起的多种缺陷。     

B样条曲面在模具型腔表面描述中的应用

本文以三通管挤胀成形模具为例，采用双三次均匀Ｂ样条曲面对该模具的型腔表面进行了几何描述。结果表明，这种方法可以为三通管挤胀成形过程的数值模拟中的动态边界条件处理提供灵活、方便的几何信息，为在数值模拟中实现动态边界条件处理打下良好的基础。     

一种筒形件强旋三维有限元力学模型的提出

本文在参考了前人在旋压方面所提出的力学模型基础上，为更好地对筒形件强旋进行三维动态模拟，提出了一种新的力学模型。筒形件强旋的成形轨迹是一空间螺旋锥面，旋轮下的变形区为旋轮锥面和工件空间螺旋锥面的相贯区域。前人在研究时对变形区都作了较大的简化，这势必影响计算的精确性。本文所提出的力学模型较符合强旋的实际情况。     

平板压缩时金属流动方向的实验研究

塑性变形时金属的流动方向是压力加工中经常遇到的一个重要问题。分析矩形毛坯在平砧间镦粗时金属的流动对研究金属流动方向有较大的代表性。C.N.古布金在1947年曾提出了“最小阻力定律”,后来塔尔诺夫斯基1954年对矩形毛坯在不同摩擦条件下镦粗,给出了三种流动图形。本文结合大量的试验和计算分析,认为金属的流动方向不仅与摩擦系数有关,而且矩形坯料的长宽比对金属的流动方向有更大的影响。本文在试验结果的基础上进行了初步的理论分析,认为:1) 研究金属的流动方向问题时,应当首先从分析金属的变形出发。一质点的流动方向不仅与该点的应力应变状态有关,而且相邻金属对该质点的流动方向也有较大的影响,即金属的流动是取决于整个变形体内的应力场情况;2) 矩形毛坯镦粗时,在水平投影面上金属质点主要沿最大主应力(代数值) 的方向外流(或者说,金属质点主要向最大主应力增大(代数值)的方向流动),但与最大主应力方向有一定偏离,其偏离的程度与中间主应力的相对大小以及相邻金属的影响有关。     

行波离子迁移谱的行波脉冲电源设计及应用

基于行波的无损离子操作结构装置（TW-SLIM）是一种新型的可实现复杂气相离子操作的离子漂移管,是行波离子迁移谱（TWIMS）的核心器件,其利用行波脉冲电源提供振荡电场实现离子传输和分离。 针对行波无损离子操作结构特性,采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）作为行波脉冲信号源,使用集成半桥驱动器作为栅极驱动,以金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）构成的半桥拓扑电路作为脉冲输出级,使用可调高压电源作为半桥电路的直流母线电源,设计了一种行波脉冲电源。脉冲电源输出脉冲电压最大频率可达100 kHz,峰 峰值可达200 V,上升时间和下降时间均小于20 ns。在实验室自制的行波离子迁移谱仪器平台上测试了行波幅值和频率对离子传输和离子分离的影响。结果表明,当频率为10 kHz、幅值为35 V时,六（2,2 二氟乙氧基）磷腈的传输效率最高;在行波幅值不变时,随着行波频率的增大,离子信号强度减小。利用六（2,2 二氟乙氧基）磷腈和六（1H,1H,3H 全氟丙氧基）磷氮烯探究行波幅值和频率对离子基于结构分离情况的影响,在行波幅值不变时,随着行波频率增大,对2种离子的分离能力变强;在频率不变时,随着行波幅值增大,对2种离子的分离能力变弱。实验结果为行波离子迁移谱中的离子传输与分离机制提供了基本理解,该行波脉冲电源对于高分辨率TWIMS研发具有重要价值。     

热变形参数对Ti-15-3合金显微组织的影响及预测

通过等温压缩试验和金相分析研究了热变形参数对Ti-15-3(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al）合金固溶处理后显微组织的影响，等效晶粒尺寸随变形温度升高而增大，随变形程度和变形速率增加而减小，再结晶程度随变形温度升高而减小，随变形程度和变形速率增加而增大，采用人工神经网络的方法建立了等效晶粒尺寸及再结晶晶粒体积百分数与变形程度，变形速率和变形温度间的数学模型，预测值与实测值吻合较好，表明该方法很好地预测热变形参数对Ti-15-3合金固溶处理后显微组织的影响。     

Hydrogen-induced hot workability in Ti-6Al-4V alloy

The effect of hydrogen on hot deformability of Ti-6Al-4V alloy was investigated by isothermal hot compression test with temperature of 800 ℃ and velocity of 0.1 mm/s. By optical microscopy （OM） and transmission electron microscopy （TEM）, the influence of hydrogen on the microstructural features was systematically examined including the morphology of a grain, volume fraction of a phase and dynamic recrystallization （DRX）. The flow stress shows an initial decrease but a later increase with the increase of hydrogen content. The minimum of peak compression flow stress is obtained when 0.2% hydrogen is added into the alloy. The hydrogen-induced softening of Ti-6Al-4V alloy may be that hydrogen induces the increase of proportion of soft β phase, the increase of DRX and the increase of extent of twins.