Al-Cu-Mg三元合金的溶质分凝与凝固进程的数值模拟研究

基于相图计算方法,耦合微观凝固模型,研究了Al-Cu-Mg合金溶质分配因数在凝固过程中的变化规律,并获得了分凝特性与固相体积分数变化的定量关系.以Al-3.9%Cu-0.9%Mg为例计算表明,Cu与Mg的溶质分配因数在凝固过程中变化较大,并且,冷却速率的变化对Cu和Mg的分配因数有较大的影响.以溶质分凝规律为基础,定量预测了Al-15.0%Cu-4.0%Mg合金在不同冷却速率下的固相体积分数随温度的变化曲线.计算表明,随着冷却速率的增大,该曲线向低固相体积分数方向移动,并且非平衡共晶的体积分数增大.其中,在6K/min下的计算结果与DTA分析结果基本一致.     

电磁搅拌对半固态Al-20%Mg2Si合金组织的影响

研究了Al-20%Mg2Si过共晶合金在不同搅拌电压下凝固时的凝固组织变化,并对其进行了布氏硬度的测量。结果表明:Al-20%Mg2Si过共晶合金在电磁搅拌下出现了非搅拌凝固中所没有的-αAl相晶粒,初生Mg2Si呈簇状分布在基体上,且随着搅拌电压的升高,α-Al相晶粒尺寸减小,Mg2Si团簇尺寸增大;而且电磁搅拌下,Al-20%Mg2Si过共晶合金的硬度随搅拌电压增加而增加。     

Dependence of phase selection on cooling rates in as-cast A1-Si-Mg alloys

The effect of cooling rate on the solidification process of Al-2.06%Si-1.58%Mg was numerically and experimentally investigated. The solidification paths and the phase precipitation sequence were predicted based on the solute transportation analysis in the solidification process by coupling the thermodynamic calculation. Due to the different solute diffusion speeds, the solidification paths can be largely influenced by the cooling rates. Different phase precipitation sequences can be obtained through calculation under different cooling rates. And the later experiments have also proved this phenomenon. In the researched Al-2.06%Si-1.58%Mg alloy, the solidification sequences are α（Al）-α（Al）＋Si-α（Al）＋Mg2Si＋Si under low cooling rate and α（Al）- α（Al）＋Mg2Si-α（Al）＋Mg2Si＋Si under high cooling rate, respectively. The experimental results confirm the calculation predications.     

高频磁场下制备颗粒增强铝基梯度复合材料

通过向Al-20%Mg2Si-5%Si母合金中加入10%SiO2颗粒,制得颗粒增强复合材料Al-14.9%Mg2Si-10.3%Si-11.8%MgAl2O4,然后重熔母合金和复合材料,利用高频磁场的电磁相分离法分别成功制备了Al-20%Mg2Si-5%Si(样品1)和Al-14.9%Mg2Si-10.3%Si-11.8%MgAl2O4(样品2)两种颗粒增强梯度复合材料.发现加入的SiO2与铝熔体中的铝镁反应形成了MgAl2O4,并通过电子探针证实了该相的存在,除此之外,初生的Mg2Si、Si也富集于试样表面.在此基础上,对两种合金沿径向进行了硬度测量,结果表明:硬度在径向呈梯度分布,满足梯度复合材料外硬内韧的性能特征.     

冷却速率对A357合金凝固组织的影响

以不同冷却速率铸造A357合金试样,用光学显微镜和扫描电镜(SEM)分析其凝固组织.通过不同冷却速率下的DTA试验研究了A357合金的凝固行为;采用DSC试验研究了不同冷却速率所得试样中相的变化;测定了这些试样的微观硬度.结果表明,随着冷却速率的提高,A357合金的宏观晶粒尺寸和二次枝晶臂间距减小,共晶Si相的形态更加细小,且分布愈加弥散;合金液相线温度和二元共晶的反应温度降低,三元或四元共晶反应被抑制,合金凝固组织中Mg2Si相的析出受到抑制,微观硬度明显提高.     

三元Fe-19.1%Si-7.8%Ti合金的快速凝固研究

采用超高真空落管无容器处理技术研究了Fe-19.1%Si-7.8%Ti三元共晶合金的快速凝固。理论计算表明,在自由落体条件下Fe-19.1%Si-7.8%Ti三元共晶合金获得的过冷度范围为:37²59K;冷却速率范围为:4.81×103259K;冷却速率范围为:4.81×103².48×105K/s。由XRD和EDS点分析结果得出,在较小过冷度下,合金的凝固组织由(Fe3Si+Fe5Si3)二相共晶和(Fe2Si+τ3)二相层片共晶构成,生成(Fe2Si+τ3)二相层片共晶的原因可能是发生了Fe3Si+Fe5Si3→Fe2Si+τ3固态相变;在大过冷度下,(Fe2Si+τ3)二相层片共晶消失,固态相变被抑制。     

热处理工艺对Al-7% Si-0.2% Mg合金性能的影响

Al-7%Si-0.2%Mg合金经545℃×7 h+180℃×5 h热处理后,各项性能得到大幅提高,电导率41.28%IACS,抗拉强度240.6 MPa,布氏硬度89.1 HB;过饱和铝基固溶体中析出Mg2Si相和Si相,晶格畸变程度明显降低,合金的电导率增幅最高可达28.16%,强度提升比例为50.65%,硬度的增幅达55.22%。     

不同热处理温度下Al-Si-Mg线材的组织与性能

用真空熔炼、氩气保护下引法连续定向凝固设备制备出φ8.0mmAl-1%Si-0.08%Mg柱状晶组织铸杆,再将铸杆在拉丝机上拉成φ1.0mm的线材,对其进行热处理.研究了不同热处理温度对Al-1%Si-0.08%Mg线材组织性能的影响.结果表明,退火温度越高,Si相变得越均匀细小,在500℃×12h退火时,Si相呈均匀细小分布,线材抗拉强度和伸长率优良.与Al-1%Si线材相比,Al-1%Si-0.08%Mg线材具有更高的力学性能.     

基于Thermo-Calc和微观偏析统一模型对Al-6.32Cu-25.13Mg合金凝固路径的预测

采用微观偏析统一模型并耦合Thermo-Calc研究了Al-6.32Cu-25.13Mg(质量分数,%)合金在不同冷却速率Rf和固相反扩散系数F下的凝固路径.结果表明:冷却速率对合金的凝固路径影响较小,即不同冷却速率下合金的凝固路径均为:(L+a)→(L+a+T)→(L+a+b+T);固相反扩散系数对合金的凝固路径影响较大,当F由0逐渐增大至1时,合金的凝固路径由(L+a)→(L+a+T)→(L+a+b+T)逐渐过渡为(L+a)→(L+a+T);随着Rf的降低,显微组织中初生相体积分数Va基本不变,两相共晶体积分数V2E增大而三相共晶体积分数V_(3E)减少,上述参数满足:V_(2E)=-2.5lg Rf+64.9,V3E=2.5lg Rf+22.12,F的增加使得显微组织中的Va和V2E变大而V3E变小.结合实验研究了Al-6.32Cu-25.13Mg合金在上述不同冷却速率下的凝固路径及各相体积分数,结果显示,实验结果与模拟结果吻合较好.     

形变热处理对Al-Si-Mg铸造合金组织与性能的影响

通过Brinell硬度和拉伸测试以及OM,SEM和TEM的组织观察,研究了形变热处理对Al-12.0%Si-0.2%Mg合金组织与力学性能的影响.结果表明,通过形变热处理可以显著提高试验合金的硬度、强度及伸长率.该合金经500 ℃热挤压、(535±5)℃固溶、160 ℃时效12 h处理后Brinell硬度可达85.7 HBS,抗拉强度为256.3 MPa,伸长率为15.0%.热挤压过程加速共晶Si相发生碎断与球化,细小的Si颗粒分布均匀,结合强化相在时效过程中弥散析出,导致形变热处理条件下合金的强度及伸长率同时提高.SEM和TEM观察显示,合金在热挤压过程中发生了基体Al的再结晶及Si和Mg2Si相的析出.     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

国内钨精矿市场价格振荡原因分析

介绍了国内外钨精矿资源分布情况,分析了近阶段价格波动原因及后期走势。     

输送管道中频感应加热的磁-热耦合仿真

通过建立二维轴对称数学模型,对实际工况下厚壁管道中频感应加热过程的磁-热耦合进行了数值仿真。分析了管道内部电磁场、涡流场与温度场的分布情况,研究了电流频率、输入电流以及线圈与管道之间的空气间隙等主要参数对管道加热效率的影响规律。结果表明,磁通密度和感应电流密度在同一路径上的分布规律相似,管道两端的磁通密度分布和电流密度分布存在很大的不均匀性。与实际试验结果相对比,所建立的模型及模拟方法合理可行。可以通过提高电流频率,增加输入电流密度,适当减小线圈与管道的空气间隙来提高管道感应加热的效率。     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。