6201铝合金管材连续流变扩展挤压过程中温度场和流场的数值模拟(英文)

利用自行设计的连续半固态扩展挤压成形装置制备6201铝合金管材,并采用数值模拟研究此过程的温度场和流场分布规律。结果表明:辊?靴型腔内合金的温度从入口到出口处逐渐降低,等温线向轧辊侧偏移,金属流动速度沿工作辊表面向辊靴表面依次递减。在扩展挤压模具内,合金呈放射状填充到模具中,温度由入口到出口处逐渐降低,且模具扩展腔中心的温度高于壁面的温度。分流孔中心位置和焊合部位对应的成形管材截面流线密集,此处相应的金属硬度也高,在两者之间出现8条流线的舒缓过渡带。为制备表面质量良好的6201铝合金管材,合理的浇注温度为750～780°C。     

6201铝合金挤压成型过程模拟分析及实验验证

以6021铝合金为研究对象,利用实验结合计算机有限元软件分析了该材料在扩展挤压成形过程中的温度场、流动场分布,并讨论了浇注温度和各环节流动情况对产品成形效果的影响。结果表明,6021铝合金经过连续流变扩展挤压后形成管材,在辊-靴型腔内的合金熔体温度呈降低趋势,半固态区间随着浇注温度的升高而逐渐下移。     

SCR技术半固态制浆热流偶合场的三维有限元模拟

在ANSYS有限元软件求解平台上对SCR技术半固态制浆过程热流耦合场进行三维模拟,给出了不同工艺参数下的温度场和速度场的分布情况,并将模拟结果与实验结果进行比较.结果表明,在旋转工作辊拽动下,辊靴型腔内合金做层流运动,各流层的速度从工作辊表面到靴表面呈线性递减.合金温度从辊靴入口到出口逐渐下降,在速度场影响下,合金温度场等温线向工作辊面发生偏移,近工作辊面温度偏高.随着合金液浇注温度的升高、辊靴型腔高度的增加或者工作辊转速的提高,出口半固态浆料的温度升高,与实验结果一致.     

SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响

采用自行设计的SCR实验机制备A2017半固态合金，研究了SCR工艺参数对A2017半固态合金组织的影响。实验结果表明，合金液浇注温度和轧辊冷却水流量共同影响辊靴间隙中半固态合金的固相率，降低浇注温度或者增大冷却水流量，辊靴间隙高固相率合金区间增长，晶粒尺寸变小；减小辊靴间隙或者提高轧辊转速提高合金层流剪切强度，利于枝晶破碎；增大出口半固态浆料冷却速率能有效抑制晶粒继续生长，保留其完整的非枝晶半固态组织。合金液浇注温度为760～780℃，辊靴间隙为4～6mm，轧辊冷却水流量200～300ml／s条件下，SCR技术可获得浆料状A2017半固态合金，凝固后坯料为均匀、细小的非枝晶等轴晶组织，晶粒大小在40～50μm之间，SCR技术是一种制备半固态加工坯料的理想方法。     

SCR技术制备半固态合金非枝晶组织形成机制

采用单辊搅拌冷却技术制备A2017半固态合金,对半固态合金非枝晶的形成及演变过程进行了研究.结果表明,随着合金熔体浇注温度的降低或者辊靴行腔高度的减小,半固态合金组织逐渐从粗大的枝晶转变为细小的等轴晶.从辊靴行腔入口到出口,靠近靴子面侧半固态合金组织依次为枝晶、退化枝晶和等轴晶,而靠近工作辊面侧合金组织主要为细小的等轴晶和球形晶.合金组织的演变过程为合金熔体首先在靴子和工作辊内表面凝固形核并长大成枝晶,在工作辊的剪切搅拌作用下,枝晶从辊靴表面破碎脱落进入熔体,在工作辊对高固相率半固态合金的剪切搅拌下,枝晶进一步发生断裂破碎最终形成细小的等轴晶和球形晶.     

ZL104铝合金连杆半固态挤压铸造工艺实验研究

研究了传统液态挤压铸造与半固态挤压铸造成形ZL104铝合金连杆的充填状态、微观组织及力学性能。结果表明:传统液态挤压铸造成形连杆充填饱满,但其抗拉强度及伸长率低于半固态挤压铸造成形连杆。对于半固态挤压铸造成形,浇注温度高于565℃时,铸件充填性能良好;平均晶粒尺寸及形状因子随浇注温度的升高而逐渐增大;连杆抗拉强度及伸长率先增加后减小。挤压压力高于25MPa时,铸件均充填饱满;挤压压力升高,平均晶粒尺寸不断减小且形状因子不断增大,连杆机械性能不断提高。模具预热温度升高,平均晶粒尺寸和形状因子不断增大,连杆机械性能逐渐提高。但当模具预热温度超过300℃时,平均晶粒尺寸进一步增大而其形状因子减小,导致连杆的机械性能下降。     

A356合金连杆半固态挤压铸造工艺参数的优化

基于ProCast2008软件平台,用其自带的非牛顿流体模型Power Law Cut-Off (PLCO)来建立流动模型,对A356合金连杆半固态挤压铸造铸造的充型和凝固过程进行了数值模拟.研究了浇注温度、冲头速度、模具预热温度等主要工艺参数对连杆半固态挤压铸造铸件成形品质的影响规律,获得了连杆半固态挤压铸造铸造的合理工艺参数:浇注温度为576～583℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1-0.5 m,s-1.在该工艺参数下进行成形,金属浆料填充平稳,凝固时间较短,挤压铸件缺陷少.     

SCR技术制备A2017合金半固态材料组织演化

采用SCR(shearing-cooling-roll)技术制备了A2017半固态合金, 对合金液在不同温度下进行浇注, 且对辊-靴型腔中合金组织的演化过程进行了跟踪, 分析了SCR过程中凝固形核的热力学条件以及层流剪切特性.结果表明: 随着合金液浇注温度的降低, 坯料内部组织从粗大的枝晶或菊花晶转化为细小的近球形晶.合金液首先在轧辊和靴子表面结晶形核, 在液流冲击及剪切的作用下, 晶核从型壁上脱落进入残余液相形成游离晶; 随着辊-靴型腔内合金固相率的增加, 游离晶在以枝晶方式生长过程中受到层流剪切作用, 二次枝晶臂断裂破碎形成自由晶; 自由晶在层流剪切作用下进一步发生碰撞和摩擦, 最后逐渐趋于球形或椭球形.     

AZ31镁合金连续强流变轧制成形过程温度场模拟与优化

采用数值模拟与实验相结合,对AZ31镁合金连续强流变轧制成形过程温度场进行了模拟与优化.结果表明,在倾斜板表面,合金温度从浇注口到出口逐渐趋于线性降低;在横断面上,接触倾斜板一侧合金温度比上侧低,当浇注温度大于690℃时,熔体在倾斜板出口温度高于AZ31合金液相线温度,容易发生制品断裂.在轧制变形区后滑区,主要发生半固态金属变形,合金从孔型入口到出口温度逐渐降低,半固态区间随着浇注温度的升高而增长,温度等值线发生两次弯曲,表层合金温度等值线向孔型出口凸出,而中心合金温度等值线向孔型入口凸出,其弯曲程度从中性面到孔型入口越来越明显;在轧制变形区的前滑区,主要发生固态金属的变形,温度等值线发生一次弯曲,且向孔型出口凸出.在本实验条件下,较合理的浇注温度范围在670—690℃之间.     

新型倾斜式冷却技术三维数值模拟

自行设计制造了改进的倾斜式冷却技术试验装置,用来制备半固态A1-3%Mg合金坯料.建立了模拟制备半固态A1-3%Mg合金三维分析模型.结果表明:冷却斜板的倾角对合金温度场与速度场分布具有明显影响,出口温度与速度随斜板倾角增大而增大,合金温度沿合金中心线从浇口到出口基本成线性逐渐降低.合金出口温度随着浇注温度的提高而明显升高.为制备具有良好质量的半固态A1-3%Mg合金坯料,倾角θ=45°较合理,浇注温度控制在650℃-660℃的温度范围,不能高于700℃.     

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。     

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.     

Comparative analysis of functional possibilities of methods of pulse treatment of a melt

This paper describes the general features of the functional methods of electrohydropulse, pulse electrocurrent, and magnetic pulse treatment processes of the melt in order to positively vary its crystallizaton ability.     

Effect of solidification rate of the structure of alloys of the system Fe-W

Conclusion In alloy Fe-42% W atomized with a cooling rate during solidification within the limits from 5·10³ to 1·10⁵°C/sec with the maximum cooling rate (not less than 10⁵°C/sec) precipitation of -phase (Fe₇W₆) from the liquid melt is suppressed. In granules of alloy obtained with a high solidification rate it is possible to achieve total dissolution of tungsten in solid solution (42%). Subsequent heating causes precipitation of -phase in dispersed form.I. P. Bardin Central Scientific-Research Institute of Ferrous Metallurgy (TsNIIChERMET) Moscow. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 9, pp. 34–36, September, 1990.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化