喷射成型制备的Al23Si5Fe合金圆锭的凝固组织

根据喷射成型的工艺过程特点, 研究了喷射成型制备的高硅铝合金圆锭凝固组织。结果表明： 喷射成型过程中, 在沉积坯件的上表面存在一个有一定尺寸的液态金属熔池; 沉积坯件的凝固组织与粉末凝固组织有明显差别： 沉积坯件整体上呈逐层凝固, 但不同部位的微观组织随凝固速度的不同而有明显区别     

喷射成型制备的Al—23Si—5Fe合金圆锭的凝固组织

根据喷射成型的工艺过程特点,研究了喷射成型制备的高硅合金圆锭凝固组织。结果表明：喷射成型过程中,在沉积坯件的上表面存在一个有一定尺寸的液态金属熔池;沉积坯件的凝固组织与粉末凝固组织有明显差别：沉积坯件整体上呈逐层凝固。但不同部位的微观组织随凝固速度的不同而有明显区别。     

大尺寸铝基复合材料锭坯的喷射共沉积制备技术及装置

为了解决陶瓷颗粒增强铝基复合材料大直径厚壁管坯、圆柱锭坯和环件的制备技术问题,作者发明了坩埚移动式自动化控制喷射共沉积技术和一系列装置,研究了喷射共沉积过程原理及基本规律,制备出了尺寸为dout650 mm/din 300 mm×1 200 mm的6066Al/SiCp管坯,d700mm×600 mm的7075Al/SiCp圆柱锭坯和dout1 200mm/din600 mm×250 mm的7075Al/SiCp环件.沉积层的冷速达104K/s.在沉积过程中雾化颗粒的沉积轨迹是一种有规律的扭合曲线.实验结果表明,该技术是适合于制备大尺寸快速凝固铝基复合材料坯件的理想技术.     

盘,柱状喷射沉积毛坯的形状控制及组织分析

喷射沉积工艺作为一种新兴的快速凝固技术,已经被广泛地应用于研制和开发各种高性能的快速凝固材料,近年来发展非常迅速。通过对喷射沉积工艺参数的分析和调整,制备了不同形状的ＡｌＣｕＦｅＮｉＣｅＺｒ合金沉积毛坯,实现了对喷射沉积毛坯的形状和尺寸的初步控制;同时研究了过喷粉末的粒度分布规律以及沉积毛坯的致密度和显微组织。结果发现,倾斜喷射（θ≠０）,沉积器抽拉（Ｖ≠０）和自旋（ω≠０）条件下,可以有效地改善沉积坯的几何外形,获得形状较好的盘、柱状沉积坯,其致密度大于９６％,沉积坯组织细小、均匀,晶粒的平均尺寸为５μｍ左右,过喷粉末的平均粒度为３０μｍ。     

喷射沉积耐热高硅铝合金Al-17Si-3Fe-4Ni-1Ce组织及性能的研究

在研究快速凝固高硅铝合金的组织特征和快速凝同工艺的基础上,对合金的成分进行了重新设计,加入了新的合金元素来提高合金的耐热性,并使用超音雾化和喷射沉积快速凝固技术制备了Al-17Si-3Fe-4Ni-1Ce合金粉末、沉积坯.而且还制作了沉积坯的挤压坯,采用XRD、SEM及TEM对合金的微观组织进行了观察和分析,采用差热分析法进行了相变分析,对合金沉积坯和挤压态在不同的温度下进行了加热,并分别比较了在不同温度下加热后的微观组织及硬度.此外还对铸态合金及快速凝固合金进行了耐磨性能比较试验.研究发现,喷射沉积工艺有效地细化了合金组织,使硅相和富铁相得以细化.Fe、Ni、Ce的加入,还有效地抑制了Si相的扩散及长大,同时,在合金中形成金属间化合物,因而提高了合金的耐热性,使合金的使用温度由原来的150℃提高到500℃,完全能满足需要.快速凝固制备的耐磨合金的耐磨性能远远好于铸态合金.     

快速凝固Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能

用喷射沉积法制备快凝Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金沉积坯,通过金相、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等分析手段研究快凝Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能。结果表明,喷射沉积Al-Fe-V-Si合金坯是由形状大小不同的雾化液滴沉积凝固微区(粉末)构成,也存在大量的孔隙和原始粉末界面。沉积坯主要由α(Al) Al12(Fe,V)3Si(bcc,a≈1.260nm)的两相混合组织构成,细小的Al12(Fe,V)3Si球形颗粒均匀分布在α(Al)基体上,但不同粉末内部组织形态存在差异,使沉积坯表现出组织微观不均匀性。喷射沉积坯的力学性能与坯体致密度存在强烈的依赖关系,大量孔隙和原始粉末界面的存在使得坯体强度和塑性都处于较低的水平。     

喷射沉积过程计算机模拟

在分析喷射沉积过程主要特点的基础上,着重分析了影响喷射沉积过程各参数之间的复杂关系.这种复杂关系难以用一个简单的物理模型加以描述.目前国内外普遍使用计算机模拟的方法来预测沉积坯锭的形状与性能.讨论了模拟过程的一般方法,比较详细地叙述了金属释放、金属雾化和金属凝固等三个物理过程的模拟方法,举例说明了模拟结果和实际相符合的事实,表明了模拟结果的可靠性.最后,说明了模拟的前沿问题和热点问题.     

SIMULATION OF SOLIDIFICAFION BEHAVIOR IN SPRAY DEPOSITED PREFORM Ⅱ.Calculation Results For Al-Cu Alloy

根据本文作者提出的喷射沉积成型沉积体内的凝固模型,对典型的Ａｌ－Ｃｕ合金进行了计算分析。结果表明,工艺参数和材料的热物性对沉积体内的凝固过程有明显影响。     

图像处理技术在喷射成形沉积坯边缘检测中的应用

介绍用于喷射成形工艺中沉积坯边缘检测的图像处理技术。基于对喷射成形工艺的分析,采用自适应滤波算法消除图像中存在的噪声,然后采用亚像素级边缘检测算子Zernike精确获得沉积坯的边缘。为提高边缘的定位精度,根据Zernike矩理论推导了两个7×7的模板。实验结果表明,该方法能有效测出沉积坯边缘,定位精度较高,沉积坯尺寸的相对误差≤0.32%。     

喷射沉积过程中半固态流变组织演变

分析了喷射沉积过程中半固态流变组织演变过程,提出喷射沉积合金细小的等轴晶的凝固组织是飞行阶段快速冷却和沉积阶段沉积体表面糊状凝固层中半固态流变组织演变的结果,沉积体凝固过程是一种微米级流变铸造过程:不同大小、不同状态、不同温度、不同的运动速度的雾滴以高速高频的雾滴撞击沉积体表面,产生足够的剪切应力和剪切速率,使沉积体半固态糊状凝固层具有流变特性,飞行阶段形成快速凝固组织在沉积阶段沉积体表面糊状凝固层中发生变温粗化,最终形成细小的等轴晶。     

喷射共沉只60661Al／SiCp复合材料的组织与性能

采用喷射共沉积方法和热挤压工艺蛊６０６６Ａｌ／ＳｉＣｐ颗粒复合材料,对工艺过程中发生的组织变化和力学性能进行了研究。结果表明,喷射共沉积方法能制备增强颗粒分布均匀,与基体结合好,具有快速凝固组织特征的颗粒增强复合材料锭坯,经过热挤压致密化后,材料组织细小,基体过饱和度明显,析出相在时效过程中迅速析出,粒度细小、弥散,与ＳｉＣ颗粒共同增强基体,力学性能优异。     

H13钢喷射成形热锻模坯组织分析

对喷射成形H13热锻模沉积坯进行了金相分析、SEM组织形貌观察和能谱分析、硬度宏观分布测试。结果表明:喷射沉积H13钢的凝固晶粒为细小等轴晶,晶粒大小分布不均匀;喷射态的微观组织主要由贝氏体、马氏体、残留奥氏体组成,并有少量碳化物及夹杂物;喷射沉积坯的宏观组织存在明显层状特征,层与层之间存在不同程度的孔隙,沉积坯的底部及顶部区域的孔隙率高;孔隙率高、组织不均匀是沉积坯硬度分布不均的原因;造成沉积坯组织不均匀的原因是金属液流温度和速度在整个喷射过程不均匀。     

雾化喷射沉积成型凝固过程模拟Ⅱ.Al-Cu合金的计算结果

根据本文作者提出的喷射沉积成型沉积体内的凝固模型,对典型的Al-Cu合金进行了计算分析结果表明,工艺参数（如沉积速率和沉积时雾化锥的温度）和材料的热物性（如界面换热系数）对沉积体内的凝固过程有明显影响在沉积热力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下,沉积表面的温度随工艺参数和材料热物性发生显著变化所以,必须以沉积表面温度的变化作为工艺控制的参考、以往提出的以沉积前雾化锥热力学状态作为工艺控制标准的原则需要重新加以考虑     

耐热铝合金喷射沉积态的组织形成

采用自制的喷射沉积设备制备了耐热铝合金8009,分析了喷射沉积锭坯表面的半固态层的流变现象,讨论了耐热铝合金沉积态组织的形成,最后阐述了工艺参数对沉积态组织结构的影响.     

环形钢坯液态压力成形过程的数值模拟

利用ProCAST软件对Q235B环形钢坯的液态压力成形过程进行数值模拟,探讨了环件凝固过程中的温度场变化,得到了环件凝固过程中不同时间的固相分数,分析了工艺参数对环件凝固过程的影响。结果发现,环坯在液态压力成形过程中,各个部分在凝固过程中存在温度差,金属液与模具接触区域温度下降最快,最后凝固区域位于环件中部。环件凝固时间受压力的影响最大。浇注温度升高,凝固时间变长。凝固时间随着模具温度的升高而延长。     

喷射共沉积6066Al/SiCp复合材料的组织与性能

采用喷射共沉积方法和热挤压工艺制备６０６６Ａｌ／ＳｉＣｐ颗粒复合材料,对工艺过程中发生的组织变化和力学性能进行了研究。结果表明,喷射共沉积方法能制备增强颗粒分布均匀,与基体结合好,具有快速凝固组织特征的颗粒增强复合材料锭坯,经过热挤压致密化后,材料组织细小,基体过饱和度明显,析出相在时效过程中迅速析出,粒度细小、弥散,与ＳｉＣ颗粒共同增强基体,力学性能优异。     

定向凝固镍基高温合金表面微弧火花外延沉积MCrAlY涂层

在分析微弧火花沉积工艺产生的单熔体快速凝固过程的基础上,提出将微弧火花沉积用于制备具有定向凝固特征的防护涂层.结果表明:采用微弧火花沉积可在定向凝固高温合金表面获得超细的胞状柱晶结构、外延生长的MCrAlY涂层.与激光外延生长涂层相比,微弧火花外延涂层能够保持完全的柱状晶结构,而激光外延涂层表层通常会形成等轴晶层;另外,在组织均匀性、组织粗细、界面熔合区大小等方面微弧火花涂层具有明显的优势.     

激光多层沉积Ti-6Al-3Mo合金的微观组织与性能

以纯Ti,Al,Mo元素粉末为原料,采用激光多层沉积技术制备Ti-6Al-3Mo合金,研究了激光多层沉积Ti-6Al-3Mo合金的微观组织特征及硬度分布.首先针对合金沉积层的凝固组织展开研究,分析激光多层沉积Ti-6Al-3Mo合金的凝固组织的形态特征及形成规律,并结合多元合金凝固柱状晶/等轴晶转变模型分析其形成机理.结果表明,激光多层沉积Ti-6Al-3Mo合金的凝固组织由外延生长的粗大柱状晶组成,仅在沉积试样的最顶部,形成一层薄薄的细小等轴晶;其次研究了β晶内α相的形成和分布.结果表明,原始β晶内的微观组织主要由大量的α束域,初生魏氏α板条以及板条间β相组成.在组织研究的基础上,对沉积层不同区域的硬度分布进行测试,为激光多层沉积Ti-6Al-3Mo合金的进一步深入研究及应用奠定科学基础.     

雾化沉积快速凝固过程的计算机模拟：I.理论模型

本文对雾化沉积过程流体流动动力学以及合金凝固过程的热量传输进行了详细的理论分析。着重讨论了气体的出口速度，气体和金属熔体的质量流率、金属微滴尺寸分布运动速度等参量，建立了合金在雾化沉积阶段的热量传输控制方程。     

连铸坯初始凝固控制技术的发展

分析了连铸坯初始凝固区域钢液的凝固行为,研究了铸坯表面缺陷形成机制及其与结晶器内钢液初始凝固行为关系,探讨了国内外连铸坯初始凝固控制技术的冶金原理及优缺点。