任意变截面棒材无模拉伸数学模型的研究

无模拉伸是近年来新开发的一种金属成形工艺。此文在对无模拉伸的发展动态，国内外研究概况等进行综合分析的基础上，分析了任意变截面棒材无模拉伸的变形机制及成形可行性，提出了任意变截面棒面棒材无模拉伸速度或冷热源移动速度的理论计算方法，并提出了几种抛物面棒材无模拉伸的速度模型，经过实验研究证明，此文提出的速度模型较好地表达了任意变截面棒材无模拉伸速度变化规律。     

钨合金棒材超声水浸探伤干扰因素的分析

详细地分析了钨合金棒材探伤中存在着的干扰因素，完善钨合金棒材探伤工艺，提高探伤方法的可靠性。     

VAR制备TiAl合金铸锭的高温本构模型及挤压过程的数值模拟

采用Gleeble热压缩试验建立了真空自耗法制备φ220 mm TiAl合金铸锭的高温变形本构方程,将该本构方程嵌入Deform-3D软件后对不同工艺条件下TiAl合金铸锭的热挤压过程进行了数值模拟,获得了在不同模具锥角及不同挤压速度下棒材内的等效应变场、温度场,得出70%变形量下TiAl合金最佳的挤压工艺。研究发现,模具锥角对棒材等效应变场、温度场和均匀变形区尺寸均有较大影响;而挤压速度对棒材等效应变场影响不大,但对棒材的温度场有显著影响。     

93W与98W粉末冶金材料摩擦焊接头性能及组织分析

为了充分利用93W钨合金和98W钨合金两种粉末冶金材料各自独特性能优势,开发基于这两种钨合金的复合材质是非常必要的.采用自主研制的HSMZ-10型摩擦焊机,利用优选的焊接工艺参数,将93W钨合金和98W钨合金在主轴转速为2 000r/min,摩擦变形量为5 mm,摩擦压力为30 MPa,顶锻压力为60 MPa,摩擦顶锻变形速率为20 mm/s的条件下,通过摩擦焊接方法成功地实现了焊接,并对接头和母材进行了金相组织分析和力学性能检测分析.结果表明,接头力学性能良好,无未焊透等焊接缺陷;93W和98W粉末冶金材料之间无成分均一化现象,焊缝的强度大于母材.     

模具结构对AZ91镁合金挤压成形性能的影响

AZ91镁合金由于强度高、流动性好等特点,通常用作铸造合金。研究该合金合理的挤压温度、挤压速度及模具结构,对提高其塑性成形性能、开发高强度变形镁合金有重要的理论和实际意义。文章通过热模拟试验研究了AZ91镁合金应力应变关系,确定了最佳变形温度。在此基础上,采用三维有限元法模拟分析了不同挤压速度、模具结构对挤压过程温度场、速度场及应力场的影响。结果表明,采用锥模和流线模时,当定径带长度为15mm~20mm时,可在挤压速度达到5mm/s的条件下成形出表面光滑无裂纹的镁合金棒材;而采用平模挤压时,当定径带长度为10mm~20mm时,获得良好表面质量的挤压速度达到2.5mm/s。在650t的卧式挤压机上,进行了该合金的挤压实验,实验结果与模拟结果相吻合。     

一种新型四代镍基粉末高温合金挤压过程数值模拟及试验验证

采用正交设计与有限元模拟相结合的方法对热等静压态的一种新型四代镍基粉末高温合金包覆挤压工艺进行了优化设计,分析了坯料初始温度、挤压速度、模具模角等关键参数对挤压棒材的应变、温度分布及成形载荷的影响.结果表明:随着挤压速度、模角的增大,挤压棒材的温度、应变及挤压载荷升高;随坯料初始温度的升高,挤压棒材温度升高,挤压载荷降低;坯料初始温度、挤压速度对应变分布无影响.基于模拟结果给出的优化热挤压参数为:坯料初始温度1090-1100℃,挤压速度30～40 mm/s,模角40°.采用优化的工艺参数组合进行热挤压试验,获得了晶粒度10级以上的热挤压细晶棒材.     

钨合金性能对侵彻影响的数值模拟

采用LS-DYNA有限元软件建立钨合金高速侵彻Q235钢板过程的有限元分析模型(FEM),获得钨合金弹头侵彻过程速度变化及钨合金弹头变形、损伤和破坏演变规律,系统研究钨合金性能对侵彻过程的影响,表明钨合金密度、屈服强度和失效应变对弹头侵彻速度和破坏方式有显著影响,而钨合金硬化参量和应变率敏感系数的影响相对较小。研究结果有助于加深钨合金侵彻过程的认识,同时为制备侵彻性能优异的钨合金也提供了理论依据。     

微波烧结钨合金挤压棒材的微观结构及动态力学性能研究

采用分离式Hopkinson动态压缩装置对微波烧结93W-4.9Ni-2.1Fe合金棒材切割试样进行了动态力学性能研究,采用扫描电镜、光学电镜和纳米压痕硬度仪分别对合金试样微观组织和显微硬度进行了表征和测试。结果表明:微波烧结试样在受到冲击压缩时,钨晶粒与粘结相都发生均匀变形;应变率为2200s-1时,合金的最大应力为2587MPa,钨晶粒和粘结相显微硬度分别为8.716和6.267GPa;当应变速率为2200s-1时合金粘结相变形产生明显热软化效应,在与冲击力呈45°的方向形成了绝热剪切带,位于剪切带中心区域的钨晶粒沿其扩展方向发生变形被拉成纤维状。     

含钨高温合金钨夹杂成因的研究

研究了含钨高温合金棒材中钨夹杂的形貌、来源及形成原因。研究结果表明,含钨高温合金棒材中钨夹杂的来源是用于合金电极棒焊接的钨电极。氩弧焊钨电极的消耗是钨夹杂形成的原因;结构不合理的等离子弧焊枪导致等离子焊机设备没有形成真正意义的等离子弧,加热能力下降,如果使用的焊接电流越大,熔化的可能性越大,合金出现钨夹杂的几率也越大。     

无模拉拔成形连续柱状晶BFe10-1-1合金管材的残余应力

在拉拔温度850℃、拉拔速度0.7mm/s、进料速度0.5mm/s的条件下,对连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材进行无模拉拔成形,采用X射线法测定管材的残余应力,采用TEM进行微观组织分析,探讨了残余应力产生的机理。结果表明,沿着拉拔方向,无模拉拔合金管材的变形区外表面残余应力分布呈先升高后降低的趋势;已变形区残余应力值较为均匀;各点残余应力均为压应力,最大值为135MPa。无模拉拔成形过程中,连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材的晶界变得曲折,晶界周围出现不同密度的位错塞积,变形区沿拉拔方向的位错密度呈先增大再减小的趋势,这一趋势是导致产生不同程度残余应力的根本原因。     

细晶钨合金动态力学性能与组织结构

为了预测细晶钨合金用作穿甲弹的高剪切毁伤效应，采用机械合金化（MA）和喷雾干燥-热还原两种方法制备含稀土的超细93W-Ni-Fe-Y2O3复合粉末，利用冷等静压液相烧结的方法制备Ф20mm-Ф25mm的晶粒度小于8μm的钨合金棒材。利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了高应变率（〉10^3／s）下的动态力学性能研究，分析了应变、应变率、Y2O3等因素对细晶钨合金棒材的动态性能的影响。结果表明：钨合金在高应变率下会出现应变强化和热软化效应，在低应变时应力随着应变的增加而增加，当应变达到0．03后，应力随着应变的增加呈锯齿状上升趋势。钨合金在高应变率下会出现应变率强化效应，随着应变率的增加，应力增加。添加Y2O能提高材料的最大应力强度，提高钨合金的动态力学性能。     

不锈钢棒才无模成形温度场有限元模拟

采用有限元法对不锈钢棒材无模成形温度场进行了研究，并利用有限元分析软件对其进行了模拟，该模拟结果很好地反映了拉伸件在整个变形过程中的温度分布规律，为无模成形的进一步研究提供了可靠的依据。     

液力挤压法制备新型钨合金穿甲弹芯材料技术

采用液力挤压法制备新型钨合金穿甲弹芯材料，较常规钨合金材料变形加工技术相比，其最大优势是仅通过一次变形可使钨合金材料的性能得到大幅度提高。可对现役、在研各口径、各长细比钨合金穿甲弹进行技术改造和移植。为钨合金穿甲弹芯材料的变形加工提供新的有效技术途径。     

铝合金高精度拉制棒材的工艺研究

通过对２００７合金、ＬＣ４合金高精度拉制棒材的试验研究，简述高精度棒材的生产工艺，以及拉伸模、冷拉伸率等对棒材尺寸精度的影响。     

无模拉拔工艺参数对Ag-28Cu-8Sn合金组织及性能的影响

采用连续铸造技术制备Ag-28Cu-8Sn合金棒材,通过无模拉拔工艺将合金棒材拉拔至目标丝径,分别探究加热温度和拉拔速度两种工艺参数对Ag-28Cu-8Sn合金组织、导电率、硬度、强度和延伸率性能的影响。结果表明,在相同拉拔速度和断面收缩率下,“吞并长大”现象导致横纵截面黑白两相的平均尺寸随着温度的增加而逐渐变大,同时导电率和延伸率随之增加,而强度和硬度减小;相同加热温度下,横纵截面合金相尺寸随着拉拔速度的升高而逐渐减小,硬度和强度随之增加,而延伸率和导电率随之减小。     

无模拉拔工艺参数对Ag-28Cu-8Sn合金组织及性能的影响

采用连续铸造技术制备Ag-28Cu-8Sn合金棒材,通过无模拉拔工艺将合金棒材拉拔至目标丝径,分别探究加热温度和拉拔速度两种工艺参数对Ag-28Cu-8Sn合金组织、导电率、硬度、强度和延伸率性能的影响。结果表明,在相同拉拔速度和断面收缩率下,"吞并长大"现象导致横纵截面黑白两相的平均尺寸随着温度的增加而逐渐变大,同时导电率和延伸率随之增加,而强度和硬度减小;相同加热温度下,横纵截面合金相尺寸随着拉拔速度的升高而逐渐减小,硬度和强度随之增加,而延伸率和导电率随之减小。     

铝钨粉末合金挤压成形工艺研究

设计了铝钨粉末合金冷压、热压模具,并给出各项模具参数。确定了铝钨粉末合金冷压、热压过程中的压制压力、加压速度、保温时间以及挤压温度等工艺参数,挤压件致密度达到99%以上。研究了变形温度450~570℃、应变速率0.001~1s-1、最大变形程度60%的条件下铝钨粉末合金热压缩的流动应力变化规律,并结合金相图进行了组织分析。结果能为制定铝钨合金塑性成形工艺提供理论依据。     

铝锂合金的温热拉深成形性能

在数值模拟研究压边力、毛料直径、凸凹模圆角半径、变形温度等对5A90铝锂合金板材拉深成形影响的基础上,采用正交试验设计方法对拉深成形工艺参数进行优化设计,并进行相应的拉深成形试验。研究表明,变形温度对拉深成形影响最显著,其次是毛料大小的影响,而变形速度和压边力的大小对拉深成形影响较小。通过对试验结果的计算、分析和总结,获得了5A90铝锂合金板材拉深成形的最佳工艺参数组合,在最佳工艺参数条件下,铝锂合金的极限拉深系数达到了0.45。     

Mg-3Sn合金棒材的挤压数值模拟与试验验证

对Mg-3Sn合金棒材的挤压工艺进行了数值模拟,通过改变挤压比、挤压温度和挤压速度的方法优化了挤压工艺,并在优化工艺参数下进行了Mg-3Sn合金棒材的挤压加工。结果表明,Mg-3Sn合金棒材的最佳挤压比为21,挤压温度为380℃,挤压速度为3 mm/s。优化工艺下的挤压棒材晶粒组织已经得到细化,且有变形挛晶和等轴晶产生,组织较为致密,未见孔洞、挤压变形层等缺陷,棒材的抗拉强度和屈服强度都有较大幅度的提高,而断后伸长率略有降低或者基本不变。Mg-3Sn合金棒材的挤压工艺数值模拟结果与试验结果较为一致。     

高级轿车后簧无模拉伸数学模型

介绍了一种新型的无模拉伸加工高级轿车后簧的成形方法及生产工艺，分析了高级轿车后簧的无模拉伸的变形机制，利用微积分理论及变形条件，提出拉伸速度的变化规律，建立无模拉伸高级轿车后簧的数学模型。通过实验证明，在V0给定的条件下，控制拉伸速度Vi的数学模型简单、可靠。