WCp/2024Al复合材料的热变形行为

WCp/2024Al复合材料是一种具有良好力学性能和辐射屏蔽性能的新型铝基复合材料。目前缺乏对其进行塑性加工的研究,因此采用热模拟实验机研究了WCp/2024Al复合材料在623K~773K,应变速率为0.01、0.1和1s-1下的热变形行为。结果显示,复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低。在较高的应变速率下复合材料的变形机制为动态回复,而在较低的应变速率下为动态再结晶和动态回复。采用Power-Arrhenius型速率方程计算了复合材料的应变速率敏感系数m和热变形激活能Q。结果显示随着温度的升高,复合材料的m值升高而Q值降低,说明升高温度有利于复合材料的高温塑性变形。     

钛合金多向锻造数值模拟

目的研究TC4钛合金在多向锻造过程中的变形行为。方法基于Deform-3D模拟软件平台,对钛合金的多向锻造变形过程进行有限元模拟分析,研究不同工艺参数(锻造温度、锻造速度、锻造工步)下合金最大主应力、等效应变和载荷最大值的变化规律。结果多向锻造的每工步锻造为典型的镦粗过程,坯料中心部位一直受压应力作用,鼓肚处则出现最大拉应力。随着锻造温度的升高和锻造速度的减小,最大压应力和拉应力均减小,多工步锻造之后合金主应力场分布更加均匀。随着锻造工步的增加,坯料等效应变增大且中心大变形区域体积分数增加。最大载荷随锻造温度的升高和锻造速度的降低而减小,相同参数下不同锻造工步的载荷最大值变化不大。结论锻造温度、锻造速度、锻造工步对TC4钛合金多向锻造变形行为有显著的影响,适当选择多向锻造工艺参数,可以降低载荷并获得均匀性较好的坯料。     

TiB2/Al复合材料制备工艺的研究进展

TiB2/Al复合材料是一种很有潜力的复合材料,在耐磨、航天航空等领域有着广阔的应用前景.目前TiB2/Al复合材料的制备工艺方法主要为原位自生法,如自蔓延高温合成、原位反应生成法、接触反应法和机械合金化法等,而粉末冶金法、喷射沉积法以及挤压铸造法等也逐渐被用于制备TiB2/Al复合材料.主要综述了目前国内外TiB2/Al复合材料制备工艺的研究进展,并对不同工艺的制备过程及利用该工艺所制备的TiB2/Al复合材料的情况进行了详细论述,指出了各种制备工艺的优缺点,展望了其研究趋势.     

TiB2/Al复合材料的组织性能研究进展

TiB2/Al复合材料是一种很有潜力的复合材料,在耐磨、航空航天等领域有着广阔的应用前景.复合材料的性能除了取决于基体和增强体外,还与制备材料所用的工艺有关.综述了采用不同工艺制备的TiB2/Al复合材料的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能,详细介绍了采用不同工艺制备出的TiB2/Al复合材料组织性能的特点,并展望了其研究趋势.     

高纯铝多向锻造大塑性变形过程的数值模拟及实验研究

采用多向锻造的方法研究室温下锻造道次对高纯铝组织的影响,并用三维DEFORM软件对实验过程进行模拟。结果表明:经3次多向锻造后,高纯铝试样横截面上形成1个X形的细晶区及4个粗晶区,随锻造道次增至9,细晶区的面积不断扩大,粗晶区的面积不断缩小,但细晶区与粗晶区的晶粒尺寸差异并未消除。当高纯铝试样心部的等效应变量达到2.5时,心部再结晶晶粒尺寸达到70μm,继续增加心部的等效应变至6.0,心部的晶粒不再随等效应变量的增加而细化,达到晶粒细化的极限。而当试样边部难变形区和自由变形区的等效应变量增至4.0时,其再结晶晶粒仍随等效应变量的增加而细化,未达到晶粒细化极限。这表明局部等效应变量及局部变形方式均是影响高纯铝晶粒细化的重要因素。     

AlNP/Al和TiB2P/Al复合材料摩擦磨损性能研究

研究了油润滑条件下两种不同铝基复合材料及其基体合金的摩擦磨损性能,分析了增强体对材料摩擦磨损性能的影响以及相应的磨损机理.结果表明:油润滑条件下,随着摩擦时间的延长,AlNP/Al复合材料的摩擦系数由小变大趋于稳定;而TiB2P/LY12复合材料的摩擦系数却是由大变小趋于稳定,这主要与其摩擦过程中形成凹坑产生润滑油膜有关.由于增强体强度的增加,50%(体积分数,下同)TiB2P/Al复合材料的摩擦系数低于50%AlNP/Al复合材料,且耐磨性优于50%AlNP/LY12复合材料.增强相的加入显著提高了材料的耐磨性,使得复合材料的抗粘着能力明显优于基体合金.     

TiB2/Al自润滑复合材料在动压马达零件上的应用研究

复合材料组织致密,颗粒分布均匀,与基体结合紧密,具有较高的弹性模量和抗弯强度.室温下与GCr15轴承钢对磨时其摩擦系数在0.2左右,自磨时摩擦系数在0.08左右,摩擦表面没有明显的粘着或犁削痕迹,磨损率明显低于SiCP/Al复合材料和GT35合金,呈现出较好的自润滑性能.     

Al2O3／Al复合材料阻尼行为的研究

研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料的室温和高温阻尼行为，发现增强物含量增加，此复合材料的阻尼性能显著增加，优于铝合金，较多的位错阻尼和界面阻尼是提高复合材料阻尼性能的原因。     

Al2O3/Al复合材料的界面结构特征

利用高分辩透射电子显微镜研究挤压铸造法制备的亚微米 Al 2O 3颗粒增强 Al 基复合材料的界面微观结构。结果表明 : Al基体的 (200) 和 (111) 面优先沿 Al 2O 3颗粒表面生长 , 在复合材料界面处 Al 基体与 Al 2O 3颗粒具有 Al (200) ∥Al 2O 3 (101 2) 、Al [011 ] ∥Al 2O 3 [0221 ] 的晶体学位向关系并形成半共格界面 , 且界面存在 Al (111) / / Al 2O 3 ( 1120) 的共格关系。界面干净无任何反应物。接近界面的 Al 基体中出现了柏氏矢量为 b= 1/ 3 [ 111 ] 弗兰克不全刃位错 , 该刃位错引起界面附近基体中明显的晶格应变场 , 位错周围晶格变形场的范围约为 20～30 层原子面宽度 , 而在 Al 2O 3颗粒靠近界面的区域中未观察到位错等缺陷。并从晶体学角度对界面的形成机制进行了分析。     

喷射成形高强铝合金包套多向锻造工艺研究

目的 研究包套对喷射成形高强铝合金多向锻造变形行为的影响规律。方法 采用Deform-3D软件对喷射成形高强铝合金包套多向锻造成形过程进行模拟,分析不同包套材料和包套厚度下坯料的等效应力和等效应变的变化规律,并用优化后的参数进行物理实验,测量试样的力学性能变化。结果 当选用45#钢作为包套材料,并且包套厚度为5 mm时,坯料的等效应力、等效应变分布最均匀,成形效果最好。一道次包套多向锻造后,坯料的硬度、抗拉强度和伸长率均得到了提升;经过T6热处理后,坯料的抗拉强度得到进一步的提高,由397.71 MPa提升至561.16 MPa,伸长率有所降低,由8.2%降低为4.6%。结论 包套材料和包套厚度对喷射成形高强铝合金包套多向锻造的变形行为有显著影响,选用合适的包套参数可以有效改善坯料的变形均匀性,提高坯料的力学性能。     

带阻尼台叶片多向模锻过程温度分布研究

在确定了模具分模形式及分模面的基础上,基于DEFORM-3D,建立了带阻尼台叶片多向模锻过程的三维热力耦合有限元模型,确定了模具的加载方式,实现了带阻尼台叶片多向模锻过程的有限元模拟。研究得到了不同压下量下坯料表层温度场及典型截面温度场,揭示了带阻尼台叶片多向模锻过程温度的分布规律。     

丁字臂锻件工艺改进数值模拟

以丁字臂锻件为研究对象,分析其工艺性,基于DEFORM有限元数值模拟软件进行有限元仿真,找出丁字臂成形存在的问题,改进传统工艺方案,优化毛坯.由模拟结果知,只用平砧拔长杆部,拍扁大头部的方案不能得到满意的结果,而在平砧拔长拍扁后增加一道用胎膜拔长中间部分的工序可以获得很好的模拟结果.     

铝合金空调压缩机斜盘闭式模锻成形数值模拟研究

目的探索不同结构模具下斜盘的成形过程,解决斜盘圆环棱角易充填不满的缺陷问题。方法利用Deform对斜盘在无冲孔连皮及单向/双向冲孔连皮模具下的成形过程进行数值模拟分析,根据模拟结果选择最优模具结构并进行实验验证。结果在斜盘成形阶段,载荷缓慢上升,金属稳定流动充填大部分模腔。在斜盘整形阶段,载荷快速上升,金属将斜盘圆环棱角充填完整,在圆环棱角处形成应力集中。双向冲孔连皮成形能有效降低成形载荷(从340 t到250 t),且其应力集中及损伤较大区域可经机加工完全去除,为最优的成形方式,其模拟结果与实验结果相符合。结论经实验验证双向冲孔连皮模具结构为成形斜盘的最优方式。     

轧制制备铝/镁复合板数值模拟和翘曲变形控制

目的 选用5052铝合金与AZ31B镁合金作为复合材料进行热轧复合,研究铝/镁复合板轧制过程的数值模拟和翘曲变形控制.方法 对铝/镁复合板在不同轧制温度、轧制压下率和轧辊预加热轧制工艺下的热轧过程进行模拟.对轧制变形区铝/镁复合板的应力分布进行分析,讨论其对铝/镁复合板变形协调性的影响.最后在不同轧制工艺下进行单道次热轧实验,制备铝/镁(5052/AZ31B)复合板并与模拟结果进行对比.结果 有限元模拟和热轧实验结果表明,随着轧制压下率的增大和轧制温度的升高,铝/镁复合板的翘曲增大;将靠近铝基体侧轧辊预加热后,可以有效改善铝/镁复合板的翘曲问题.以轧制温度450℃为例,轧制压下率逐渐增大时,复合板的延伸性逐渐增大,复合板的翘曲也逐渐增大.将下轧辊预加热到50℃,其余轧制参数不变,轧制后复合板整体较为平直,翘曲明显比轧辊未预加热时小.结论 通过轧辊预加热轧制工艺可以有效控制铝/镁复合过程中的翘曲变形问题.     

2024Al和SiCp／2024Al基复合材料阳极氧化膜的耐蚀性

用动电位阳极极化和电化学阻抗技术研究了SiCp／2024Al复合材料硫酸阳极氧化膜在3．5％NaCl水溶液中的耐蚀性；作为比较，对2024Al的阳极氧化膜耐蚀性也进行了研究。结果表明，经阳极氧化处理的SiCp／2024Al复合材料具有良好的耐NaCl溶液腐蚀的能力，其腐蚀速度较未处理的样品降低了2个数量级以上。但其耐蚀性不如2024Al合金的阳极氧化膜。这是由于氧化膜中SiC颗粒的存在破坏了氧化膜的完整性和均匀性所致。对SiCp／2024Al MMC，采用小电流密度来进行阳极氧化处理，可获得较好的防护效果。此外，阳极氧化膜层的抗蚀性随浸泡时问的增加有降低的趋势。