热变形后Ni-30％Fe模型合金中奥氏体的亚动态软化行为

利用Gleeble热力模拟、EBSD和TEM等方法,研究了Ni-30%Fe合金热变形后奥氏体的亚动态软化行为,分析了微观亚结构演化对奥氏体亚动态软化机制的影响。结果表明,亚结构恢复和亚动态再结晶是奥氏体亚动态软化的2种主要机制。当奥氏体内发生部分动态再结晶时,再结晶晶粒与变形基体间的储能差较大,热变形后保温过程的软化首先是通过亚动态再结晶进行;同时,变形基体内亚结构的恢复会逐渐降低变形基体内的形变储能,使晶界迁移速率降低而抑制亚动态再结晶的继续进行。而当奥氏体内动态再结晶发生完全时,在热变形后的保温过程中,再结晶晶粒内部因持续变形而形成的小角度亚结构会通过快速恢复而大量分解,形成不均匀的高密度位错会促进大角度晶界的局部迁移,从而促进晶粒的粗化,加速材料软化。     

大型钢锭铸锻一体化液芯锻造数值模拟及工艺实践

为了提高大型锻件的生产效率、降低生产成本,利用THERCAST和FORGE软件包,以09MnNiD钢材料为对象,对倒锥度19 t钢锭的凝固、液芯锻造全过程进行计算机数值模拟,预测液芯率及相应时间节点。根据模拟结果制定了19 t级大型钢锭铸锻一体化液芯锻造生产工艺,并将制定的工艺应用于生产实践。实践结果表明,采用数值模拟仿真分析指导大型钢锭铸锻一体化,实现液芯锻造工艺的制定,达到传统锻件的技术水平,钢锭在模时间减少了90%以上,钢锭利用率提高了10%,吨钢平均可节约天然气300 m~3以上。通过精细化的生产组织、精确控制液芯率、钢锭超高温热送及液芯锻造,实现了余热利用,减少加热火次,提高锻造效率,节能节材增效显著。     

TIG焊接过程中熔池对流形式的示踪分析

为验证传统钨极惰性气体保护焊接过程和双层气流保护焊接过程的熔池表面对流形式,确定双层气流保护焊接方法的熔池深度增加机理,试验研究以钨颗粒为示踪相,焊前将300～500μm的钨颗粒均匀涂覆于焊件表面,同时在熔池底部两侧插入钨板,将焊接熔池中心区域和边缘区域阻隔开.传统钨极惰性气体保护焊接方法在熔池表面产生外向对流,钨颗粒...     

集成材料计算模拟:金属制备工艺研究的新范式

正历经数十年的发展,计算材料学已成为与实验和理论同等重要的研究手段。集成材料计算已实现跨越多时间尺度和空间尺度来研究材料的行为,同时发展了微观-介观-宏观尺度的系列模型方法和计算工具(见图1)。其中宏观尺度的广义有限元方法是工程问题     

ODS钢中氧化物/铁素体界面捕氢行为的第一原理研究EI北大核心CSCD

通过第一原理计算系统研究了氧化物弥散强化钢(ODS钢)中H原子在氧化物析出相Y_2TiO_5和Y_2Ti_2O_7间隙的占位能;计算了H在Y_2Ti_2O_7/bcc-Fe界面的占位能,分析发现这些H原子占位均容易固溶在电荷密度较高的间隙位置。计算也进一步揭示,在界面处Fe空位更容易形成;H原子倾向于占据Y_2Ti_2O_7/bcc-Fe界面中Fe相一侧,而He原子则容易占据氧化物一侧,这表明在ODS钢中H原子会优先被氧化物沉淀相与基体间界面所吸收。ODS钢中大量弥散析出的纳米氧化物与基体间的界面结构,客观上实现了H原子的有效分散,并能够将H团簇稳定在更细小的尺度;而且在界面H团簇长大过程中会吸收大量的H原子和空位,可能以此作为辐照离位损伤缺陷的自愈合点,从而解释了ODS钢优越的耐辐照损伤性能。同时,计算也尝试解释了H-He双粒子辐照对ODS钢辐照空洞的产生存在协同效应的实验结果。     

热处理工艺对含Nb焊缝金属组织与力学性能的影响

采用含Nb及不含Nb两种焊丝对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊态下接头各区域的性能差别,研究了合金元素Nb和焊后热处理制度对焊缝金属组织和性能的影响.结果表明:焊缝金属的韧性是焊接接头性能的薄弱环节.焊态下Nb的加入提高了焊缝金属的强度,但对塑性和韧性无明显影响.经去应力退火后,不含Nb焊缝金属的强度降低,延伸率和冲击功升高,而含Nb焊缝金属的强度升高,延伸率和冲击功降低,退火后含Nb焊缝金属中NbC颗粒析出是影响焊缝金属组织和性能的主要因素.在焊后正火处理条件下,随着正火温度的升高,不含Nb焊缝金属的组织和性能均无明显变化,而含Nb焊缝金属的强度明显升高,延伸率和冲击功显著降低.严格控制正火温度是含Nb焊缝金属获得高强韧性的关键.含Nb焊缝中魏氏组织的含量随正火温度的升高而明显增多.电镜观察表明,经920℃正火处理后,焊缝中的NbC颗粒尺寸大于退火态焊缝金属中的NbC相,而在1200℃正火处理后NbC颗粒溶解消失.     

2.25Cr1Mo钢大型筒体锻件差温热处理过程研究

通过在差温炉中的加热试验和有限元模拟,研究了2.25Cr1Mo钢大型筒体锻件热处理加热过程的温度场,计算了筒体在热处理过程中的温度变化;采用逆算法确定了筒体加热过程预热段和高速升温段的综合界面换热系数。综合界面换热系数由对流换热系数、辐射换热系数和修正换热系数三部分组成。在高速升温段,由于局部炉气分布不均匀,修正换热系数较大;而在预热和保温段,计算所得的修正换热系数较小。运用修正的换热系数计算的筒体的外表面温度与实际测量温度相差±13℃。预测结果表明,所编制的软件程序与实际升温曲线符合很好,为今后预测大型锻件差温热处理过程的温度场提供了依据。     

焊接熔池的传热与流体流动模拟进展

焊接熔池的传热与流体流动模拟是焊接模拟的一个重要领域 ,目前对焊接熔池的传热和流体流动的模拟主要是基于Navier strokes方程基础上而建立的。文中概括了近年来焊接熔池传热与流体流动模拟所取得的一些进展 ,总结了影响熔池传热和流体流动的一些主要因素。并提出了今后的发展方向     

大型铸钢支承辊充型和凝固过程数值模拟

在应用ViewCast软件模拟实际铸钢支承辊的凝固过程时，发现原始工艺易导致缺陷残留在上下辊颈中。根据计算机模拟结果改进原工艺设计，调整模具壁厚，达到良好效果。通过对原工艺和改进工艺进行模拟对比。模拟结果显示改进工艺可以使辊身与下辊颈快速凝固，整个铸件顺序凝固，从而使缩孔、宏观偏析最重的位置集中在冒口部位。采用底注式切线型内浇道的浇注系统，金属液充型过程平稳。     

U-6%Nb二元合金凝固过程中显微组织与显微偏析的模拟

提出一个改进的计算固相分数的模型,利用该模型及元胞自动机方法根据相图计算将固/液界面区域内固相分数表示为一个一元二次方程,不需假设界面的位置和形状.对U-6%Nb(质量分数)二元合金的凝固组织和显微偏析的模拟结果表明:初始形核部位Nb浓度最高,随着凝固的进行,该部位Nb浓度不断下降;凝固后期晶界区贫Nb,Nb浓度最低可达3%以下.