Ni60A+WC增强梯度涂层中WC的溶解与碳化物的析出特征EI北大核心CSCD

采用等离子熔覆工艺制备了多层Ni60A+WC增强Fe基梯度涂层,增强相Ni60A+WC比例按10%(质量分数)逐层递增,研究了梯度涂层中WC颗粒的溶解及碳化物析出。结果表明:等离子熔覆加热阶段梯度涂层各层中WC颗粒均发生溶解,溶解的特征与WC大小及其内部缺陷有关,据此可将WC的溶解分为扩散式、芯部溶解式、溃散式、及扩散-芯部溶解复合式四种类型;在等离子熔覆凝固阶段,各层均析出富W型碳化物,析出位置及形貌与Ni60A+WC在每层的熔覆量有关,随着熔覆量的增加,富W型碳化物的析出特征依次为沿晶界呈网状→颗粒状→颗粒状+块状→小块状+簇团状→大块状+等轴状析出。析出的碳化物随着Ni60A+WC熔覆量的增加而增加且在各层中分布较均匀,测得梯度涂层的宏观硬度随着层数的增加呈线性递增分布。     

镁合金半固态流变压铸充型凝固过程数值模拟及试验研究

在前期平板模型流变压铸充型凝固过程数值分析的基础上,利用所建立的数学模型对镁合金压铸件中间轴螺塞进行了数值分析和实验研究,对比分析了零件成形时镁合金牛顿流体与镁合金半固态流体的充型特征及零件中存在缺陷的位置和大小。结果表明,与牛顿流体相比半固态流体更易实现铸液充型时的顺序填充,有利于铸型中的气体的排出和铸件成形质量的提高。模拟结果与试验结果吻合较好。     

镁合金半固态流变充型过程数值模拟

利用所建立的流场、温度场耦合半固态表观粘度的三维数学模型,分析了镁合金及半固态镁合金AZ91B在不同充型速度时的流变特性。结果表明:具有伪塑性体及宾汉体特征的半固态流体,在相同充填条件下,具有充填过程平稳、卷气少等特征,从而可减少液态金属充型时遇到的常见缺陷。半固态材料铸造技术为解决铸件内部缺陷,调整成形工艺,提高产品质量提供了一种新方法。     

等离子熔覆WC-Ni/Fe梯度涂层的组织与性能

采用同轴送粉等离子熔覆工艺在Q235基体上制备了多层65%Ni60A-35%WC体积梯度涂层。采用OM、SEM、EDS、XRD等研究了涂层与基体、涂层与涂层的界面及组织特征,测量了涂层的硬度(HRC)。结果表明:涂层与基体界面处元素Cr、Ni由涂层向基体扩散;靠近界面约223μm范围内基体内的晶粒尺寸约长大了1.75倍;梯度涂层内部界面上层与层枝晶交错生长,形成联生结晶;梯度涂层由下至上的组织特征为:粗大树枝晶逐渐过渡为细小杂乱无方向性的致密组织;WC颗粒周围的Ni与基体Fe互熔,形成冶金结合;梯度涂层物相成分主要由Cr2Ni3、FeCr0.29Ni0.16C0.06、Fe3Ni2、CrFe7C0.45、BNi2、WC等组成;梯度涂层内硬度(HRC)值与65%Ni60A-35%WC体积分数成正相关关系。     

盒形件拉深成形工艺的数值模拟

采用有限元分析软件对盒形件拉深成形过程进行模拟,研究了盒形件成形过程中的回弹问题及盒形件厚度变化规律.对零件不合适的部位进行工艺调整,确定合理的拉深形状,避免在模具制造完成后造成大量的修模.研究结果表明:修改后的零件,拉深成形后其回弹值较小,完全能满足设计要求.并且,盒形零件修改后的厚度变化更趋均匀,受力更合理,特别是凹模受力,其加载曲线接近线性.减少了对模具的冲击,有利于延长模具的寿命.     

42CrMo复杂铸钢件熔模精铸过程数值模拟及试验研究

熔模精密铸造技术具有生产形状复杂铸件的优势,但是生产中如果工艺设置不当,产品中容易产生浇不足、卷气、缩孔、缩松等铸造缺陷。运用ProCAST铸造模拟软件对所试制的产品进行流场和温度场分析,基于分析的结果预测铸件中存在缺陷的种类、位置和大小,结论与试验结果相吻合。通过对精铸工艺的优化,成功避免产品缺陷,获得满意的铸件。     

消失模铸造中泡沫热解气体逸出的数值分析

消失模铸造中受泡沫模样热解气化的影响,使得消失模铸造成形过程比普通砂型铸造复杂得多.基于ProCAST的计算流体动力学求解内核,研究了球墨铸铁QT250消失模铸造时泡沫遇高温金属液发生热解,在金属液与泡沫间产生气隙,气隙气体从型砂中选出的速度、压力大小及其分布的相关规律,以及对铸件成形质量的影响.为实际生产提供有益参考.     

焊接速度对电弧增材熔池流动及焊道形貌影响的数值模拟研究

焊接速度对电弧增材成形过程中传热传质以及焊道成形有重要影响，为探究其影响机理，建立TIG电弧增材成形过程的三维瞬态数值模型，采用VOF方法追踪熔池自由界面，研究不同焊接速度下单道熔积成形过程中的传热及熔池流态，并分析焊接速度对单道焊道形貌的影响。数值模拟结果表明，随着焊接速度减小，熔池的热积累增强，体积增大，熔池表面峰值温度提高，弧坑深度也加深；同时，在电磁力和熔池表面力的共同作用下，熔池表面流速峰值随焊接速度减小而减小，熔池内部流速增大，对流更充分。此外，随着焊接速度减小，成形焊道的宽度和高度均有不同程度的增加。相同条件下的试验与数值模拟的焊道轮廓对比验证了数值模拟结果的有效性，研究结论可为电弧增材技术的工艺参数调控提供理论支撑和依据。