TiB2/A356复合材料航空零件的熔模铸造

研究了TiB2/A356复合材料的各热物性参数与TiB2体积分数的关系,并对ProCAST软件的数据库进行二次开发,以得到不同TiB2体积分数的TiB2/A356复合材料的热物性参数随温度变化的关系.对某航空零件进行熔模铸造的模拟和试验.结果表明,通过提高浇注温度、浇注速度以及添加保温材料,消除了该零件表面的缩松、缩孔缺陷.     

TiB2/A356复合材料薄壁零件熔模铸造研究

利用TiB2和A356热物性的文献值,根据颗粒均匀分散于基体类型复合材料热物性的计算准则确定了10％TiB2/A356铝基复合材料的热物性参数,并将其用于实际生产中某航空零件熔模铸造的数值模拟.通过浇注实验验证了数值模拟结果与实际的一致性和热物性参数的可靠性,在此基础上通过模拟与实验结合的方式改进了浇注工艺,消除了缩松缩孔缺陷,提高了铸件质量.     

TiB_2/A356导流叶轮熔模铸造及其数值模拟

研究了体积分数为10%的Ti B2/A356复合材料的力学性能随温度变化的关系,并利用商用软件Pro CAST对导流叶轮熔模铸造应力场进行数值模拟。模拟结果表明,叶轮叶片厚薄不均的结构特点,使其两端产生铸造应力,形成裂纹缺陷。通过提高型壳预热温度,可明显降低叶片两端在冷却末期的有效应力。实际浇注情况与模拟结果吻合较好,验证了工艺改进方案的合理性,证明了熔模铸造过程数值模拟的可靠性。     

原位TiB_2/A356铝基复合材料的微观组织和阻尼性能

为了获得具有良好显微组织和内耗性能的TiB2增强铝基复合材料,通过混合盐法制备了原位TiB2颗粒增强A356复合材料。采用扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪等对所制备的复合材料进行了表征,并对其阻尼性能进行了研究。结果表明,原位TiB2颗粒在基体中分布均匀,平均尺寸在300nm左右,TiB2颗粒对α-Al晶粒有显著的细化效果,复合材料的强度、弹性模量以及阻尼性能都明显高于基体合金。     

Numerical Simulation Research of Investment Casting for TiB2/A356 Aluminum Base Composite

研究了TiB2/A356铝基复合材料的某航空零件熔模精密铸造性能。根据该复合材料的各热物性参数和TiB2体积分数的关系,结合Pro CAST软件对其数据库进行二次开发,建立了体积分数为10%的TiB2/Al铝基复合材料的热物性参数随温度变化的关系。对某航空薄壁零件进行熔模铸造模拟,模拟结果显示:通过提高A356浇注温度、浇注速度和在浇口与冒孔周围添加保温材料措施,使零件表面的缩孔、缩松缺陷得到解决。     

镍基高温合金叶片熔模铸造工艺的数值模拟

采用有限元分析软件ProCAST模拟了K438合金液在熔模铸造工艺中的充型凝固过程,分析了两种浇注系统(方案1,冒口和横浇道均采用10 mm的网格,而叶片整体采用4 mm的网格进行划分;方案2,冒口、横浇道、直浇道和压头均采用10 mm的网格,而叶片整体采用4 mm的网格进行划分)的固相率分布、凝固时间分布和凝固过程中叶片所产生缺陷的严重程度。模拟结果表明:两套浇铸系统的设计方案都比较合理,方案2的整体凝固速度快于方案1,方案2的缩松严重程度少于方案1。     

真空辅助熔模铸造制备A6063/SiC-B4C混杂复合材料（英文）

采用真空辅助熔模铸造技术制备A6063/SiC-B4C混杂复合材料。首先,采用平均粒径分别为60μm和55μm、质量比为85%和15%的SiC和B4C粉末制备圆柱形的SiC-B4C预制块。然后,将预制块放入圆柱形石膏粘结块熔模中,在真空辅助铸造机中将A6063铝熔体浸渗到预制块中。采用阿基米德方法测定预制块中的孔隙度。对制备的复合材料进行硬度测试、图像分析、SEM观察和EDX成分分析。结果表明,采用真空辅助熔模铸造技术,铝熔体能将够成功地浸渗到预制块中。     

重型燃机叶片熔模铸造过程的数值模拟

采用Procast软件模拟计算重型燃机叶片熔模铸造过程的温度场,对凝固过程进行了分析,研究了不同的浇注温度对叶片缩松的影响.结果表明,随着浇注温度提高,叶根、叶身处缩松均减少.通过在型壳适当的位置加冷铁、包裹保温棉,可以显著地减少叶片的缩松.对模拟得到的较优工艺进行试验验证,叶片缩松的位置、变化规律与模拟结果相吻合.     

机匣件真空熔模铸造的数值模拟

涡轮发动机机匣整体铸造时,由于型壳直径大,形状复杂,极易出现缩孔缩松缺陷.为了改进其工艺方案,采用商用软件ProCAST建立了该件真空熔模铸造过程的数学模型和物理模型,考虑装炉方式,对充型、凝固过程中的流场、温度场演变及缩孔缩松形成过程进行了仿真,并用实验验证了计算的正确性.对不同工艺方案下铸件缩孔缩松缺陷的形成进行了模拟,计算结果显示,830℃不垫砂预热后浇注产生的缩孔缩松较多,1 100℃垫砂预热浇注产生的缩孔缩松很少.根据计算结果可以预测后者为较优工艺,有利于减少缺陷,提高成品率.     

基于ProCAST的叶轮熔模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST铸造模拟软件对某型叶轮铸造工艺过程进行了数值模拟,分析了在温度场下型壳初始温度对铸件缺陷的影响和在应力场下浇注温度、浇注速度对铸件有效应力的影响,并进行了相关的实验验证.结果表明:当型壳预热温度达到400℃时,可以消除叶轮内部的缩孔、缩松缺陷;适当地增加浇注温度,可以降低铸件的有效应力,得到质量良好的铸件.     

ZL101A铝合金机器人件的熔模铸造数值模拟

以铝合金机器人件为研究对象,在实验研究的基础上,利用铸造模拟软件Pro CAST,对熔模铸造的充型过程和凝固过程进行数值模拟。通过对温度场模拟结果的分析发现,缩松、缩孔易出现在零件壁厚较大部位和几何结构复杂部位。对浇注工艺参数进行优化,优化结果说明,通过提高模壳预热温度和浇注液体的温度,以及在浇道处采取保温措施,加设保温石棉层等,能够较好的避免上述缺陷的产生,提高铸件成品率。     

纤维增强铝基复合材料板带铸轧过程数值模拟

基于现有的制备纤维增强铝基复合材料的方法,提出了一种连续纤维增强铝基复合材料板带铸轧控制成型方法。建立连续纤维与液态铝复合成型的分析模型,得到铝液的流动速度和铸轧辊与铝液间的换热系数对纤维增强铝基复合材料板带铸轧过程中铝液的流场、温度场和凝固场的影响。数值模拟结果表明:在铸轧区内,铝液温度快速下降,温度值快速达到固相线以下,流动速度变得很小;随着拉速增大,速度变化剧烈程度增大,铝液凝固速度变小,在同一点处的温度值增大;随着换热系数的增大,温度值减小,凝固速度加快,在同一点处的温度值减小,液相率降低。     

原位内生颗粒增强TiB_2/7055铝基复合材料的组织

对原位内生Ti B2/7055铝基复合材料的微观组织和热处理特性进行了研究。结果表明,原位内生的Ti B2颗粒在基体中弥散分布,与基体界面结合良好。Ti B2/7055复合材料具有显著的时效强化行为,增强相Ti B2颗粒促进复合材料的时效析出行为,缩短硬度达到峰值的时间,热处理后硬度和抗拉强度等性能明显提高。确定了12 mass%Ti B2/7055复合材料最佳热处理制度为460℃固溶60 min,120℃时效20 h。     

铝基金刚石复合材料热性能的数值模拟与实验验证

利用有限元软件建立铝基金刚石复合材料的代表性体积单元,研究了不同的金刚石体积分数及粒径对铝基金刚石复合材料导热系数和热膨胀系数的影响.同时采用挤压铸造的方式制备出各种铝基金刚石复合材料样件,并测量出其导热系数和热膨胀系数,将有限元模拟结果与实验结果进行了对比验证.结果表明:有限元模拟结果与实验结果吻合较好;当金刚石粒径...     

铝基复合材料的腐蚀研究现状

总结了近年来铝基复合材料腐蚀研究的有关文献,分析了碳化硅,碳纤维,三氧化二铝和硼纤维等增强物对铝金属基体腐蚀的影响,一般而言,铝基复合材料比基体铝合金更容易产生腐蚀。     

TiB_2颗粒增强铝基复合材料的研究进展

介绍了TiB_2颗粒增强铝基复合材料的研究现状,重点介绍了几种主要制备工艺的研究状况及TiB_2颗粒的含量、大小及在铝基体中的分布等对复合材料力学性能、耐磨性及热处理工艺的影响,并对其研究与应用的发展进行了展望.     

搅拌铸造法制备SiCp／A356铝基复合材料的研究

利用搅拌铸造技术制备SiCp/A356铝基复合材料.通过金相观察(OM),扫描电镜(SEM)及力学性能测试对所制备的颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,SiC增强颗粒较均匀地分布于基体中,SiC/Al界面处存在明显的Si溶质偏聚,复合材料的孔隙率为4.2%;与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和屈服强度,抗拉强度及延伸率略有下降;断口分析表明,搅拌铸造SiCp/A356铝基复合材料主要的断裂机制为SiC/Al界面脱粘及基体合金的脆性断裂.     

原位生成制备Al2O3增强铝基复合材料

研究了综合搅拌铸造法和原位反应制备ＡＩ２Ｏ３增强铝基复合材料,向熔体中直接加入制备高纯ＡＩ２Ｏ３的原料ＡＩ２（ＳＯ４）３粉体,由反应分解的ＳＯ３可以对熔体进行精炼、除气。结果表明：ＡＩ２Ｏ３颗凿和基体结合良好,没发现气孔、团聚、集聚、偏析,克服了传统搅拌铸造所带来的铸造缺陷;ＡＩ２Ｏ３弥散增强铝基复合材料具有良好的冲击韧性和耐磨损性能;分解的ＳＯ３对熔体进行精炼、除气;被认为是颗 增强铝基得合材料     

SiCp增强铝基复合材料的铸造缺陷分析

对搅拌铸造法制备的ＳｉＣｐ增强铝基复合材料铸件产生缺陷的形貌及形成机理进行了分析研究。结果表明,ＳｉＣｐ在Ａｌ液中物理、化学上处于不稳定状态－ＳｉＣｐ和Ａｌ液不浸润,不能作为α－Ａｌ的形核核心;以及ＳｉＣｐ和Ａｌ液能够产生自发反应,是造成该复合材料出现气孔、夹杂、团聚、集聚、偏析和界面杂质等缺陷的主要原因。而搅拌复合和铸造工艺参数不当,则是造成上述缺陷的重要原因。     

(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料液态模锻的研究

采用熔体反应法———液态模锻成形工艺,制取了Al3Zr与Al2O3颗粒共同增强的铝基复合材料。结果表明:通过该工艺成型的复合材料组织致密,无气孔、缩孔等铸造缺陷;相对于金属模成形的复合材料,其抗拉强度提高了127%,耐磨性及伸长率也都有较大地提高,力学性能较好。