流变压铸发展前景

流变压铸有着比触变压铸更大的优势,如高效、节能、废料利用率高、工艺流程短、制件性能更优等,特别是在当前能源、环境的压力下正重新受到关注;但因流变浆料贮存、输送等问题严重限制了其发展。针对流变压铸技术,详述了流变压铸的优点及当前的发展前沿;分析了制约流变压铸发展的"瓶颈",简单介绍了当前解决阻碍流变压铸发展的一些做法,并对流变压铸的前景进行了展望。     

铝合金焊接接头的数值模拟及实验分析

随着科学技术的发展,铝合金材料的使用越来越广泛。传统的铝合金材料在进行焊接过程中主要使用高亮激光焊接方法,但是这种方法热循环过程足以造成焊接接着强度的降低。为此,文章主要对高强铝合金激光焊接接头进行了研究,结果表明,使用激光焊接铝合金,气孔倾向小但是裂纹倾向大。铝合金焊接接头温度较高,呈开裂状,表面在焊接过程中状态严重影响焊接效果。在进行二次时效强化时,GPB区演变成较微小针状S相,析出强化硬度高于母材。     

7075铝合金的梯度时效及其温度场模拟

设计一种梯度时效方法及装置,采用不同的时效工艺参数,对7075铝合金棒材进行梯度时效处理,测试合金棒材沿轴向的温度以及抗拉强度与伸长率,通过FLUENT软件模拟,获得梯度时效温度场并建立等温云图和抗拉强度云图。结果表明:7075铝合金棒材梯度时效处理时,其温度沿轴向的分布近似于一维稳态分布;当时效温度从66℃升高到121℃时,合金的抗拉强度从517 MPa提高至599 MPa,伸长率从12%降低至8%。FLUENT模拟不同时效工艺参数下7075铝合金的温度场分布,模拟温度与实测温度的误差ε(K)2%,等温云图和抗拉强度云图与实验结果误差较小,可为梯度时效传热参数的选择提供有力的依据。     

脉冲电流对7075铝合金铸态组织的影响

研究了脉冲电流及Al-5Ti-B变质剂对7075铝合金铸态组织的改善和机理。结果表明,通入电脉冲及添加变质剂能抑制二次枝晶的生长,改善铸造组织的形貌,基体主要是均匀的等轴晶和近球形晶粒,同时,与直接浇铸的试样对比,合金中铜和铁元素的偏析现象得到一定程度缓解。     

流变压铸工艺参数对半固态A356铝合金充填性的影响

研究了半固态A356铝合金浆料的成形温度、压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响.实验结果表明:较高的半固态A356铝合金浆料的成形温度有利于获得良好的充填性.压射比压和压射冲头速度对半固态A356铝合金浆料充填性也具有较大的影响.在本实验条件下,压射冲头速度越大或压射比压越大,充填性越好.试片的壁厚对半固态A356铝合金浆料的充填性影响较大,试片壁厚越大,越容易充填.此外,采用低过热度浇注和弱电磁搅拌技术制备的A356铝合金浆料和流变压铸试片的组织分布很均匀,有利于获得优质的半固态压铸件.     

双螺旋流变压铸AZ91D镁合金的研究

液态压铸是镁合金最主要的成形方式,但液态压铸件存在气孔等缺陷,限制了镁合金的进一步推广使用。介绍了采用双螺旋流变制浆技术,对镁合金AZ91D进行了流变压铸研究。首先,将镁合金AZ91D熔体浇入到双螺旋流变制浆机中,然后根据不同工艺参数制备流变镁合金浆料,待制浆结束后,将半固态浆料转移到压铸机内,制得半固态压铸件。采用Micro-Image Analysis&Process(MIAP)软件分析了双螺旋流变制浆工艺参数(搅拌温度、搅拌时间和转速)对镁合金AZ91D的初生相晶粒大小的影响,并研究了镁合金压铸成形性。结果表明:随着搅拌温度的降低,晶粒尺寸变化不是很大;随着搅拌时间延长,镁合金晶粒尺寸逐渐增大;随着搅拌速度的增加,镁合金平均晶粒尺寸减少。镁合金流变压铸件中的初生α相由搅拌中形成的球状晶及压铸过程中二次凝固形成的更为细小的球状晶组成。对比了普通压铸件与流变压铸件热处理后的力学性能,流变压铸件的力学性能得到大幅提高,其原因归结为铸态组织的细小和均匀化。     

热模锻成形7075铝合金平头锥壳实验研究

采用热模锻制备７０７５铝合金导弹锥壳模拟试件，研究了锻后锻件各部位金相组织和硬度值分布情况。结果表明，采用热模锻制务的导弹锥壳模拟件在成形过程中，金属流动比较均匀，锥壳具有较均匀的组织性能。     

半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程的数值模拟

以半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能的实验研究为基础,通过曲线拟合的方法建立半固态AZ91D镁合金的表观粘度的触变模型.根据此触变模型开发了半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程中的表观粘度计算程序,并嵌入在Castsoft软件中,实现了半固态AZ91D镁合金触变压铸过程的流场和温度场的模拟计算.模拟结果表明：充填速度和浆料温度对半固态AZ91D镁合金浆料的充填过程有显著影响,最佳充填速度的范围为2～5m·s^-1,半固态浆料的最佳温度范围为570～580℃.     

六流边铸中间包内钢液流动的数值模拟

计算机模拟仿真作为一种参数优化的有效工具，在过程冶金中的应用已越来越广泛。对六流连铸中间包内钢水流动进行了计算机模拟研究后发现，原中间包设计存在不足，提出了优化的设想。     

6061铝合金在线淬火实验研究及模拟分析

通过喷水淬火实验获得6061铝合金的冷却曲线,结合数值计算方法获得材料的在线淬火换热系数,运用ABAQUS有限元软件对在线淬火过程进行了动态模拟。结果表明：在喷水淬火初始阶段,换热系数较小,随着淬火温度降低,换热系2数逐渐增大至峰值2kW/m℃,随后又逐渐减小;有限元模拟冷却曲线与实测冷却曲线相吻合;淬火时试样的温度分布符合一维传热特征,轴向应力状态呈＂内压外拉＂,且无论是拉应力还是压应力都在淬火开始不久后出现峰值。     

7075与ER5356铝合金焊丝用于7075铝合金MIG焊接头性能对比研究

采用MIG焊的方式使用自制7075铝合金焊丝与市面购进的ER5356焊丝进行3mm厚7075铝合金对接焊，对比分析两种焊丝焊接接头的显微组织与力学性能。经过光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)结合室温拉伸与显微硬度测试，结果表明：两种接头焊缝组织均为枝晶网状组织，但由于合金元素含量与热导量增大，7075接头焊缝组织相对细小且枝晶特征更为明显。SEM和XRD检测分析得出，由于焊接时金属流动作用将部分母材合金元素带至焊缝，两者焊缝析出相均主要为η相(MgZn₂)、S相(CuMgAl₂)或T相(AlZnMgCu)，同时存在Al₁₃Fe₄金属化合物。7075焊缝平均硬度为120HV，相较于5356焊缝更为优异；两者拉伸力学性能较为接近，断裂机制相同。     

7075铝合金扁锭铸造缺陷研究

用OLYMPUS金相显微镜、EDAX能谱分析仪等对不同铸造工艺条件下的7075铝合金扁铸锭进行显微组织和化学成分分析。结果表明,当7075铝合金扁锭铸造温度为735℃、铸造速度为43mm/min时,扁锭铸态组织晶粒细小,弥散相分布均匀,疏松和气孔等缺陷最少;通过对优化铸造工艺条件下的扁锭均匀化退火处理,当退火温度为465℃、退火时间为24h时,扁锭铸态组织偏析消除,晶粒分布更均匀,轧制后的铝板强度与未处理的相比更高。     

生石灰流化下料数值模拟及实验研究

采用离散元法对生石灰卸料过程的流动特性和规律进行了数值模拟并在自行设计的玻璃料仓上进行了实验研究。结果表明,石灰卸料过程中,先整体流动,后管状流动;料仓中心部位的石灰颗粒流速比侧壁处大,下部比上部大,出料口处速度最大;石灰粒径越大,下料稳定性越差;料斗底部的流化气对下料稳定性和下料流率有重要影响,对于不同的粉体容量,存在最佳流化气位置区间和最佳流化气表观气速范围;增加进气压力能提高生石灰下料流率,改善下料稳定性,阻止气压平衡拱生成。     

7075-T73511铝合金热处理工艺研究

通过正交试验分析不同的热处理制度对7075铝合金力学性能及电导率的影响规律,解决了7075铝合金热处理后力学性能与电导率难以同时满足标准的问题。研究结果表明,二次固溶时间对7075合金的电导率影响最大。在满足标准的前提下,最佳处理工艺为:预应变1%+二次固溶462℃×150 min+双级时效(105℃×8 h+175℃×10 h),此时屈服强度为488MPa,抗拉强度为552 MPa,伸长率为16.5%,电导率为39.5%IACS。     

7075铝合金反挤压棒材生产工艺研究

对我厂7075铝合金铸锭的均匀化处理制度以及棒材挤压工艺、模具、淬火设备、时效工艺等进行了描述和说明。采用3 150 t反向挤压机对Ф60 mm的7075铝合金棒材进行挤压生产,头端铸锭温度为365℃,挤压速度为1.5 m/min,制品表面良好,淬火温度为433℃。经120℃×22 h时效处理后,其力学性能、硬度均合格,距离头尾500 mm处的低倍组织符合要求。     

AFAM 7050铝合金的数值模拟

AFAM是一种新型的增材制造技术,它将传统的搅拌摩擦焊拓展到增材制造领域。本文探索了基于ANSYS平台的AFAM温度场和残余应力的模拟。基于完全热力耦合模型,对AFAM进行数值模拟。选取旋转速度为750r/min,前进速度为60 mm/min,对温度场进行计算,并对最终状态下的残余应力进行分析对比。结果表明:AFAM的加工温度区间在固相线附近,残余应力主要是纵向残余应力。     

变压卷吸式低氧燃烧过程数值模拟

 将收缩 扩张结构用于燃烧器空气通道,通过喉部变压卷吸炉膛中的大量烟气来实现低氧燃烧,同时用该方法对常规燃烧器进行了改进和优化,并借助Fluent软件对优化前后的燃烧器进行了模拟计算,结果表明：优化后的燃烧器使得火焰体积扩大,炉膛的平均温度升高而局部高温区域减少,氮氧化物的生成量大幅降低,减少了污染。     

岩体隧洞损伤破坏过程实验及其颗粒流数值模拟

在以往有关节理模型实验和数值模拟的研究基础上,设计了几组含孔洞节理模型材料的压缩实验,并采用颗粒流软件Partide Flow Code(PFC2D)对模型实验过程进行数值模拟.以模型实验应力-应变曲线与数值模拟的曲线吻合作为PFC细观力学参数选取的准则,并利用获得的力学参数对含孔洞节理岩体破坏过程进行数值再现.分析了含孔洞节理岩体的损伤破坏演化过程、变形破坏机制及其强度特性.并将整个过程分为线弹性阶段、初裂阶段、峰值阶段和峰后阶段.该破坏机制可以合理地预测实际工程的可能破坏模式和评价工程岩体的稳定性.     

颗粒流数值模拟的现状

介绍了颗粒物质与颗粒流的概念以及目前颗粒流数值模拟的现状;按照采用的模型是否连续,将模型分为:连续介质模型和非连续介质模型两类;着重介绍了非连续介质模型中的离散元法(DEM):硬球模型和软球模型.通过颗粒流的数值模拟,可以对料仓、固定床、移动床和流化床等设备的设计和操作进行优化,因此在工程中具有重要意义.